Silikonikumia kehitettiin ensimmäisenä 1940-luvulla synteettisenä elastomerina, jolla on ainutlaatuinen lämpötilavakavuus ja joustavuus. Polymeerikemian kehitys on parantanut sen ominaisuuksia, mikä johti korkean suorituskyvyn luokkiin (HTV, LSR, RTV) erityissovelluksiin. Nykyään se on kriittinen materiaali lääketieteessä, autoteollisuudessa, elektroniikassa ja kuluttutuotteissa.
Piidioksidi kumi, erittäin aktiivisena adsorptiomateriaalina, sen kehitys ja käyttö keskittyvät seuraaviin keskeisiin alueisiin:
Perusmateriaalien innovaatio
Piikumi, jonka molekyylikaava on mSiO₂·nH₂O, on rakenteeltaan epämääräinen, sillä on suuri adsorptiokyky ja lämpötilavakaus. Sitä käytetään laajasti muun muassa kaasujen kuivaamisessa, nesteen devedostuksessa ja kromatografisessa analyysissä. Sen valmistus tapahtuu reagoimalla lasivedellä hapon kanssa, jolloin muodostuu hydratoitua piihappogeleä, jota pestään ja kuivataan. Joissakin tuotteissa kosteuden imeytymiskyky voi olla 40–300 %.
Piikumi, joka esiintyy rakeisena, lasimaisena tai huokoisena muotona, valmistetaan polymeroimalla natriummetallia. Tällä materiaalilla on erinomainen adsorptio-ominaisuudet, lämpötilavakaus sekä kemiallinen vakaus. Samalla sen mekaaninen lujuus on melko korkea. Tämän vuoksi piikumia on käytetty laajasti tuotedesignin alalla.
Piikumin ominaisuudet
Silikonikumimateriaaleja käytetään laajasti tuotesuunnittelussa niiden huokoisen, lasimaisen tai rakeisen muodon sekä erinomaisen lämpötilasävyyden ja kemiallisten ominaisuuksien vuoksi. Eri tuotteiden tietyille toiminnallisille vaatimuksille vastaamiseksi silikonikumimateriaaleja voidaan jopa muokata kehittämään ominaisuuksia, kuten valaistus-, negatiivinen ioni- ja värisiirtymäominaisuuksia.
Muokattu silikonikumi, kuten valaiseva ja negatiivinen ioni -silikonikumi, parantaa silikonikumin toiminnallisuutta, mikä tekee siitä sopivan laajaan tuotesuunnitteluun. Näiden erikoissilikonien käyttö on edelleen laajentanut niiden käyttömahdollisuuksia.
Silikonikumin käyttökohteet:
1.Silikonikumimateriaalit ovat keskeisessä roolissa elektroniikkatuotteiden ja kodinkoneiden suunnittelussa. Sen ainutlaatuiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet tekevät silikonikumista välttämättömän komponentin näiden tuotteiden suunnittelussa. Silikonikumi tarjoaa tiiviste- ja eristysominaisuuksia elektroniikkatuotteisiin, ja se on kestävä korkeassa lämpötilassa ja kulumisen suhteen, tarjoten kattavaa suojaa elektroniikkatuotteille.
Olipa kyseessä elektroniikkatuotteiden tiivistys ja eristys tai kodinkoneiden mukavuus ja kestävyys, silikonikumi on osoittanut erinomaisen suorituskykynsä.
2.Silikonikumia käytetään kotisuunnittelussa korostaen mukavuutta ja kestävyyttä, parantaen tuotteiden käsin kosketeltavuutta. Silikonikumia käytetään kotisuunnittelussa korostaen mukavuutta ja kestävyyttä, parantaen tuotteiden käsin kosketeltavuutta. Seuraavaksi käymme tarkemmin läpi silikonikumin sovellusominaisuuksia ja etuja näissä suunnittelukonteksteissa.
Sovellukset
- **Autoteollisuus**: Tiivisteet, tiivistevillat, värähtelyn vaimentimet (lämpökestävä jopa **250°C+**).
- **Lääketiede**: Istutukset, letkut, tiivisteet (biyhteensopivat ja steriloitavat).
- **Elektroniikka**: Näppäimistöt, liitännät, eristys (dielektriset ominaisuudet).
- **Kuluttajatuotteet**: Keittiötarvikkeet, vauvatuotteet (elintarvikkeiden kanssa kosketuksissa olevat, ei myrkyllisiä).
- **Teollisuus**: Ilmanvaihtotiivisteet, pinnoitteet (sää-/UV-kestävät).
Elitys ja edut
Piikumilla on keskeinen rooli elektroniikkatuotteiden suunnittelussa. Sen erinomaiset tiiviste- ja eristysominaisuudet mahdollistavat elektroniikkatuotteiden turvallisemman ja stabiilimman toiminnan. Piikuman muovattavuus ja kimmoisuus tekevät siitä soveltuvaan monimutkaisten muotojen suunnitteluun ja edistävät elektroniikkatuotteiden kattavaa suojelua.
Samalla siliconeen liittyvät kulumis- ja korkean lämmönkestävyysominaisuudet tuovat myös suurta käytännöllisyyttä sen käyttöön elektroniikkatuotteiden suunnittelussa. Olipa kyseessä arkielämässä käytettävät laitteet, kuten matkapuhelimet ja tietokoneet, tai vaativat alat, kuten autoteollisuus ja ilmailu- ja avaruusteollisuus, siliconeilla on osoittautunut välttämättömäksi materiaaliksi. Lisäksi siliconeen käyttöä elektroniikkatuotteiden suunnittelussa ilmenee monin tavoin. Sen pehmeys ja kimmoisa rakenne mahdollistavat sopeutumisen monimutkaisiin muotoihin ja tarjoavat kattavaa suojaa elektroniikkatuotteille.
Siliconen ympäristöystävälliset ominaisuudet edistävät elektroniikkatuotteiden ympäristövaikutusten vähentämistä ja sillä on laajat sovellusmahdollisuudet. Samalla silikonin ympäristöominaisuudet kiinnittävät yhä enemmän huomiota, ja se edistää elektroniikkatuotteiden ympäristövaikutusten vähentämistä positiivisella tavalla.
Teknologian jatkuvan kehittymisen myötä silikonia käytetään yhä laajemmin elektronisten tuotteiden suunnittelussa, mikä tuo enemmän mukavuutta ja turvallisuutta arkeen.
Silikonikumimateriaalilla on erinomainen muovattavuus, ja sitä voidaan helposti muotoilla erilaisiksi yksilöllisiksi muodoiksi sulattamisen avulla. Silikonikumia voidaan värjätä helposti, se ei muodosta helposti vääntymiä, on kestävää ja myrkytöntä ihmiselle, mikä tekee siitä sopivan materiaalin sellaisten tuotteiden valmistukseen, jotka tulevat kosketuksiin ihmisen kehon kanssa. Koska silikonikumi on orgaaninen yhdiste, se voi jäljitellä orgaanisten aineiden, kuten korallien ja kilpikonien, muotoja ja näin luoda luonnollista kauneutta. Silikonikumia voidaan värjätä helposti, mikä mahdollistaa korujen valmistuksen moninaisine värisävyineen, täyttäen erilaisten kuluttajien tarpeet.
Silikonikumin edut perinteisiin kumeihin nähden
Erinomainen lämpötilankestävyys (–60 °C – 300 °C).
Erinomainen kestävyys – kestää otsonia, UV-säteilyä ja kemikaaleja.
Joustavuus ja kimmoisuus - Säilyttää ominaisuutensa ajan kuluessa.
Biologinen yhteensopivuus - FDA- ja ISO 10993 -standardien mukainen lääketieteelliseen käyttöön.
Sähköinen eristys - Ihanteellinen korkeajännitekäyttöön.
Silikonikumion valmistusprosessi
Silikonikumituotteita valmistetaan erilaisilla prosesseilla, kuten pehmentämällä ja muovauksella, jotta varmistetaan tuotteen laatu ja tarkkuus. Lisäksi silikonikumin valmistusprosessiin kuuluu useita vaiheita, kuten pehmentäminen, sekoittaminen, kalvonteko, puristus, muovaus ja vulkanointi. Yleisiä muovausmenetelmiä silikonituotteille ovat puristusmuovaus, puristus, injektio muovaus ja spraymuovaus. Valmistusprosessin aikana käytetään myös teknologioita, kuten laserleikkausta, tiivisteitä, liimausta ja itseliimapäällystystä tuotteiden tarkkuuden ja laadun varmistamiseksi.
- **Seoksentekoprosessi**: Perussilikonipolymeri sekoitetaan täyteaineiden (SiO₂) ja kovetusaineiden kanssa.
- **Muovaus**:
- **LSR (Liquid Silicone Rubber)**: Tarkkuusosat valssataan nestesilikonikumista.
- **HTV (High-Temperature Vulcanizing)**: Puristus-/siirtomuovaus.
- **RTV (Room-Temperature Vulcanizing)**: Kovanee huoneenlämmössä (tiivistevahot/ liimat).
- **Jälkikovanitus**: Parantaa mekaanisia ominaisuuksia lämpökäsittelyllä.
**Tulevaisuuden suuntaukset**: Ympäristöystävälliset muodostelmat, itsekorjaava silikonikumi ja älykkäät elastomerit kantavatekniikkaan.
EN
