Pjenasta silikonska spužva jedan je od najčešće korištenih materijala za brtvljenje, prigušivanje i toplinsku izolaciju u modernoj HVAC, industrijskoj opremi, elektroničkoj proizvodnji i novim energetskim industrijama. U skladu s različitim procesima proizvodnje punila za ojačanje, uglavnom se dijeli u dvije osnovne kategorije: pjenasti silikon i istaloženi pjenasti silikon. Iako oba pripadaju silikonskim pjenastim materijalima i dijele osnovne karakteristike silikonskog materijala, bitne razlike u izradi sirovina određuju njihove ogromne nedostatke u fizičkim svojstvima, trajnosti, ekološkoj učinkovitosti i scenarijima primjene. Ovaj članak sustavno razvrstava sličnosti i bitne razlike između dva materijala, pružajući profesionalnu osnovu za odabir materijala za industrijske dizajnere, proizvođače opreme i inženjerske kupce.
1. Osnovne sličnosti između zaparenog i taloženog pjenastog silikona
U osnovi, i pirjeni pjenasti silikon i istaloženi pjenasti silikon su elastični porozni spužvasti materijali koji nastaju miješanjem osnovnih materijala od silikonske gume, dodavanjem sredstava za pjenjenje i pomoćnih aditiva te podvrgavanjem visoko{0}}temperaturnoj vulkanizaciji i pjenjenju. Oni nasljeđuju temeljne prednosti organskih silikonskih materijala i imaju dosljedne osnovne atribute primjene u industrijskim scenarijima. Prvo, oba materijala imaju izvrsnu otpornost na visoke i niske temperature, stabilno održavajući elastične performanse u konvencionalnom temperaturnom rasponu od -50 stupnjeva do 200 stupnjeva, i neće otvrdnuti, puknuti ili se deformirati pod normalnim radnim uvjetima s izmjeničnim temperaturama. Drugo, oba imaju dobru fleksibilnost, otpornost površine i performanse apsorpcije udara, što može učinkovito popuniti praznine u sklopu opreme i igrati ulogu brtvljenja zraka, sprječavanja prašine, smanjenja vibracija i smanjenja buke. Treće, oboje usvajaju neovisne zatvorene-ćelijske ili polu-zatvorene-stanične pjenaste strukture, s određenim vodootpornim sposobnostima i otpornošću na vlagu, te mogu izbjeći prodiranje vodene pare i nakupljanje kondenzirane vode u konvencionalnim okruženjima ventilacije i brtvljenja opreme. Osim toga, oba materijala podržavaju duboke metode obrade kao što su ekstruzijsko kalupljenje, rezanje i laminiranje stražnjim ljepilom, te se mogu prilagoditi u različite specifikacije traka, brtvila i listova kako bi se zadovoljile raznolike potrebe mehaničke opreme i inženjerskih instalacija.
2. Bitne razlike između zaparenog i taloženog pjenastog silikona
Osnovna razlika između ova dva materijala potječe od punila za pojačavanje-fumid silicijevog dioksida i precipitiranog silicijevog dioksida, koji se pripremaju potpuno različitim proizvodnim procesima, što dovodi do očigledne razlike u mikrostrukturi materijala, mehaničkim svojstvima, otpornosti na starenje i pragovima primjene, te stvaraju-visoko i konvencionalno gradijentno pozicioniranje na industrijskom tržištu.
Što se tiče izrade sirovina i mikrostrukture, pirjeni pjenasti silikon koristi nano pirjeni silicij visoke-čistoće sintetiziran izgaranjem u plinovitoj-fazi visoke-temperature. Čestice punila su ultra-fine, ujednačene veličine i visoke čistoće, koje mogu formirati gustu i stabilnu unakrsno-veznu strukturu s molekulama silikonske gume. Nakon pjenjenja, unutarnje stanične pore su sitne, ujednačene i guste, bez velikih pora ili oštećenja pora. Nasuprot tome, istaloženi pjenasti silikon usvaja istaloženi silicij pripremljen kemijskom reakcijom taloženja. Čestice punila su grublje, s nejednakom raspodjelom veličine čestica i ostacima nečistoća u tragovima. Pjenasti materijal ima nepravilne unutarnje stanične pore, neujednačenu veličinu pora i lokalne rijetke strukture, što rezultira labavom ukupnom zbijenošću materijala.
Što se tiče mehaničkih performansi i izdržljivosti, pjenasti silikon ima izvanrednu otpornost na rastezanje, otpornost na trganje i elastičnu oporavku. Njegovo istezanje pri lomu znatno je veće nego kod istaloženih materijala i neće pobijeliti niti popucati nakon opetovanog savijanja i istiskivanja. Ono što je najvažnije, ima izuzetno nisku trajnu deformaciju kompresije, koja može održati stabilnu elastičnost brtvljenja dugo vremena pod kontinuiranim radnim uvjetima kompresije i vibracija, izbjegavajući propuštanje zraka i kvarove uzrokovane elastičnim slabljenjem. Istaloženi pjenasti silikon ima opću mehaničku čvrstoću; sklon je izbjeljivanju tijekom rastezanja i lako se trga pod vanjskom silom. Nakon dugotrajne-kompresije, elastično slabljenje je brzo, stopa trajne deformacije kompresije je visoka, a brtveni razmak lako se pojavljuje nakon zamora materijala, što rezultira smanjenom općom učinkom brtvljenja opreme.
Što se tiče zaštite okoliša, otpornosti na starenje i sigurnosnih performansi, pjenasti silikon izrađen je od sirovina visoke-čistoće, s niskim sadržajem hlapljivih tvari, bez sumpora i bez specifičnog mirisa. Može zadovoljiti stroge standarde zaštite okoliša i pročišćavanja kao što su REACH i FDA, te može postići UL94 V0 visoki stupanj otpornosti na plamen. Ima snažnu otpornost na starenje pri visokim temperaturama, ultraljubičasto zračenje i eroziju u vlažnom okruženju i može zadržati stabilna fizička svojstva 5-8 godina u dugotrajnim-visokim-temperaturama i naizmjeničnim hladnim i vrućim radnim okruženjima. Istaloženi pjenasti silikon ima hlapljive taloge u tragovima, određeni miris u procesu proizvodnje i ne može zadovoljiti standarde za pročišćavanje i zaštitu okoliša-. Stupanj otpornosti na plamen uglavnom je HB, sa slabom otpornošću na starenje-na visokim temperaturama. Sklon je žućenju, otvrdnjavanju i krhkom pucanju nakon dugotrajnog rada na visokim-temperaturama, a vijek trajanja je samo 2-3 godine.
Što se tiče scenarija primjene i pozicioniranja troškova, pjenasti silikon je vrhunski-industrijski materijal za brtvljenje, koji se uglavnom koristi u scenarijima visokog-standarda kao što su komercijalni centralni klimatizacijski sustavi HVAC, oprema za dovod zraka za medicinsko pročišćavanje, precizna elektronička oprema, oprema za nove energetske baterije i željeznički tranzitni objekti. Prikladan je za radne uvjete koji zahtijevaju dugotrajnu stabilnost -nepropusnosti zraka, bez specifičnog mirisa, visoku otpornost na plamen i često otvaranje i zatvaranje opreme. Istaloženi pjenasti silikon je troškovno-učinkovit konvencionalni materijal, koji se uglavnom koristi u civilnim-scenarijama niske-potrašnje kao što su kućanski klima uređaji, obični sustavi svježeg zraka, mali ventilacijski ventilatori i općenito mehaničko punjenje otporno na-prašinu. Prikladan je za konvencionalne radne uvjete s niskim zahtjevima za okoliš, bez dugotrajnog kontinuiranog rada i redovitih ciklusa zamjene materijala.
3. Sažetak i prijedlog za odabir materijala
Ukratko, plinski pjenasti silikon i istaloženi pjenasti silikon dosljedni su u osnovnim karakteristikama silikonskog materijala i prilagodljivosti obrade, ali čine jasan gradijent performansi zbog različitih procesa punjenja. Istaloženi pjenasti silikon fokusiran je na isplativost i zadovoljava osnovne potrebe za brtvljenjem i prigušivanjem civilne i niske-standardne industrijske opreme, što je preferirani materijal za-konvencionalne projekte s kontroliranim troškovima. Pjenasti silikon oslanja se na svoju gustu strukturu, stabilnu elastičnost, izvrsnu otpornost na starenje i visoku sigurnost za okoliš te je standardno odgovarajući materijal za visoko-krajnji, dug-život i visoko-standardno industrijsko potporno i precizno brtvljenje opreme. U stvarnom odabiru materijala potrebno je sveobuhvatno procijeniti prema radnom okruženju opreme, sigurnosnim standardima, zahtjevima za radni vijek i proračunu projekta kako bi se odabrao najprikladniji materijal za brtvljenje od pjenastog silikona.