Меню

Авторизация


Логин
Пароль
 

 

Силикон из чего сделан


Силиконы — Википедия

Полидиметил-силоксан — простейший представитель силиконов

Силико́ны (полиорганосилоксаны) — кислородосодержащие высокомолекулярные кремнийорганические соединения с химической формулой [R2SiO]n, где R = органическая группа (метильная, этильная или фенильная). Сейчас этого определения придерживаются уже крайне редко, и в «силиконы» объединяются также полиорганосилоксаны (например силиконовые масла типа ПМС, гидрофобизаторы типа ГКЖ или низкомолекулярные каучуки типа СКТН) и даже кремнийорганические мономеры (различные силаны), стирая различия между понятиями «силиконы» и «кремнийорганика».

Силиконы имеют строение в виде основной неорганической кремний-кислородной цепи (…-Si-O-Si-O-Si-O-…) с присоединёнными к ней боковыми органическими группами, которые крепятся к атомам кремния. В некоторых случаях боковые органические группы могут соединять вместе две или более кремнийорганических цепей. Варьируя длину основной кремнийорганической цепи, боковые группы и перекрёстные связи, можно синтезировать силиконы с разными свойствами.

Силиконы делятся на три группы, в зависимости от молекулярного веса, степени сшивки, вида и количества органических групп у атомов кремния:

  1. «Силиконовые жидкости» — менее 3000 силоксановых звеньев.
  2. «Силиконовые эластомеры» — от 3000 до 10000 силоксановых звеньев.
  3. «Силиконовые смолы» — более 10000 силоксановых звеньев и высокая степень сшивки.

Полиорганосилоксаны синтезируются стандартными методами химии полимеров, включая поликонденсацию и полимеризацию.

Один из наиболее распространённых методов — гидролитическая поликонденсация функционализированных диорганосиланов — дихлорсиланов, диалкокси- и диацилокси, диаминосиланов. Метод основан на гидролизе функциональных групп, ведущих к образованию неустойчивых диорганосиланолов, которые олигомеризуются с образованием циклосилоксанов:

R2SiX2 + 2H2O →{\displaystyle \to } R2Si(OH)2 + 2HX
nR2Si(OH)2→{\displaystyle \to } (R2Si-O)n + H2O

Образующиеся в реакционной смеси циклосилоксаны далее полимеризуются по анионному или катионному механизму:

Наиболее энергично процесс гидролитической поликонденсации идет с дихлорсиланами, однако в этом случае выделяется хлороводород, что, в некоторых случаях, таких как синтез полимеров для изделий медицинского назначения, неприемлемо. В этих случаях используют диацетоксисиланы — при этом в процессе гидролитической поликонденсации образуется нетоксичная уксусная кислота, однако процесс протекает значительно медленнее.

Для синтеза силиконовых каучуков с молекулярной массой ~ 600000 и выше используется ионная полимеризация заранее синтезированных циклосилоксанов.

Замещённые силановые прекурсоры с большим количеством кислотообразующих групп и меньшим количеством алкильных групп, таких как метилтрихлорсилан, могут использоваться для ввода разветвлений и/или поперечных сшивок в полимерных цепях. В идеальном случае каждая молекула такого соединения станет точкой разветвления. Это используется в производстве твёрдых силиконовых резин. Аналогично, прекурсоры с тремя метильными группами могут использоваться для ограничения молекулярного веса, поскольку каждая такая молекула реагирует с одним реакционным центром и, таким образом, образует конец силиконовой цепочки.

Современные силиконовые резины производятся из тетраэтоксисилана, который реагирует более мягко и контролируемо, чем хлорсиланы.

Силикон нашёл широкое применение в строительстве и в быту. Силиконы обладают рядом уникальных качеств в комбинациях, отсутствующих у любых других известных веществ: способности увеличивать или уменьшать адгезию, придавать гидрофобность, работать и сохранять свойства при экстремальных и быстроменяющихся температурах или повышенной влажности, диэлектрические свойства, биоинертность, химическая инертность, эластичность, долговечность, экологичность. Это обуславливает высокий спрос на них в разных областях.

Силиконовые жидкости и их эмульсии широко применяются в качестве или в основе:

  • силиконовых антиадгезионных смазок для пресс-форм,
  • гидрофобизирующих жидкостей,
  • силиконовых масел и пластичных (консистентных) смазок,
  • силиконовых амортизационных и демпфирующих жидкостей,
  • силиконовых теплоносителей и охлаждающих жидкостей,
  • силиконовых диэлектрических и герметизирующих составов,
  • силиконовых пеногасителей,
  • силиконовых оттискных массах [широкое применение в стоматологии],
  • силиконовые имплантаты [медицинского назначения],
  • различных добавок и модификаторов [производство шампуней, масок и кремов].

Силиконовые эластомеры применяются в виде:

  • силиконовых низкомолекулярных и высокомолекулярных каучуков,
  • силиконовых герметиков холодного отверждения,
  • силиконовых резин горячего отверждения (высокомолекулярных),
  • силиконовых компаундов холодного отверждения (низкомолекулярных),
  • жидких силиконовых резин горячего отверждения (LSR).

Силиконовые смолы чаще всего применяются в сополимерах с другими полимерами (силикон/алкиды, силикон/полиэфиры и т. д.) в составах для нанесения покрытий, отличающихся стойкостью, электроизоляционной способностью или гидрофобностью.

Силикон используется для изготовления уплотнений — силиконовых прокладок, колец, втулок, манжет, заглушек и многого другого. Силиконовые изделия обладают рядом качеств, позволяющих использовать их даже в таких условиях, где применение традиционных эластомеров неприемлемо. Изделия из силикона сохраняют свою работоспособность от −60 °C до +200 °C. Из морозостойких типов силиконовых резин — от −100 °C, из термостойких — до +300 °C. Уплотнительные кольца из силикона устойчивы к воздействию озона, морской и пресной воды (в том числе кипящей), спиртов, минеральных масел и топлив, слабых растворов кислот, щелочей и перекиси водорода.

Силиконовые изделия устойчивы к воздействию радиации, УФ излучения, электрических полей и разрядов. При температурах выше +100 °C они превосходят по изоляционным показателям все традиционные эластомеры. Физиологическая инертность и нетоксичность силиконовых изделий используются практически во всех отраслях промышленности.

Термин silicone предложен в 1901 году английским химиком Фредериком Киппингом для полидифенилсилоксана по аналогии с ketone (кетон) для бензофенона из-за схожести формул: в кетонах карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами, в силиконах схожим образом с углеводородными радикалами связана группа SiO. Первоначально Киппинг даже использовал термин silicoketone[1][2]. Ошибочность названия была понятна изначально, поскольку кетоны являются мономерами. Полным аналогом кетона по структуре, с атомом кремния, связанным двойной связью с атомом кислорода, является силанон[en][3].

Нередко возникают ошибки при переводе с английского языка из-за схожести написания английских терминов silicon [ˈsɪlɪkən] (кремний) и silicone [ˈsɪlɪkəʊn] (силикон) (см. ложные друзья переводчика). В частности, именно таким образом в русском языке появился расхожий топоним «Силиконовая долина». В английском языке термины silicon и silicone также иногда вызывают путаницу.

Из-за высокой стоимости силиконов в продаже нередки их подделки, чаще всего подделывается силиконовая резина и силиконовые герметики: их подменяют полихлорвинилом и акриловыми герметиками. Для быстрого распознавания подделки в бытовых условиях достаточно поджечь небольшой кусочек проверяемого образца: в отличие от органических соединений на основе углерода, используемых для подделок, силиконовые материалы загораются с трудом, а при горении выделяют не чёрную сажу (углерод), а белую (диоксид кремния). Следует однако помнить, что в некоторых силиконовых композициях углерод тоже присутствует в ограниченном количестве.

В отличие от силиконовых каучуков подделки теряют эластичность при отрицательных температурах. Поэтому для их распознавания отлично подходит морозильная камера.

  1. Greenwood, Norman N. (англ.)русск.; Earnshaw, Alan. Chemistry of the Elements (неопр.). — 2nd. — Butterworth-Heinemann (англ.)русск., 1997. — ISBN 0080379419.
  2. Frederick Kipping, L. L. Lloyd. XLVII.?Organic derivatives of silicon. Triphenylsilicol and alkyloxysilicon chlorides (англ.) // Journal of the Chemical Society (англ.)русск. : journal. — Chemical Society, 1901. — Vol. 79. — P. 449—459. — doi:10.1039/CT9017900449.
  3. V. N. Khabashesku, Z. A. Kerzina, K. N. Kudin, O. M. Nefedov. Matrix isolation infrared and density functional theoretical studies of organic silanones, (CH3O)2Si=O and (C6H5)2Si=O (англ.) // J. Organomet. Chem. (англ.)русск. : journal. — 1998. — Vol. 566, no. 1—2. — P. 45—59. — doi:10.1016/S0022-328X(98)00726-8.
  • Миле Р. Н., Льюис Ф. М., Силиконы, пер. с англ., М.,1964;
  • Hans-Heinrich Moretto, Manfred Schulze, Gebhard Wagner, "Silicones" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a24 057

ru.wikipedia.org

Силиконовые герметики — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 6 июля 2016; проверки требуют 14 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 6 июля 2016; проверки требуют 14 правок. Туба с силиконовым герметиком, наконечник и колпачок к нему Пистолет для выдавливания силиконового герметика из тубы

Силиконовые герметики — вязкотекучие составы на основе низкомолекулярных силиконовых каучуков, затвердевающие при комнатной температуре. Используются для заполнения щелей и полостей с целью герметизации и защиты от разных факторов среды, клей-герметик применяется для склеивания различных поверхностей между собой.

Основные полезные свойства, определяющие употребление в строительстве и ремонте:

Впервые появились в 1960-е годы.

Существует две основных группы силиконовых герметиков.

Однокомпонентные составы[править | править код]

Это привычные магазинные герметики в тубах, встречаются также в «фойл-пакетах» (тубах из плёнки) и в более крупной фасовке. Отверждаются за счёт влаги воздуха. Наиболее распространены (согласно утверждениям строителей, это самая крупная область применения силиконов в мире[источник не указан 1724 дня]), но полностью отвердевать в приемлемые сроки способны только в тонком слое от 2 мм — до 10—12 мм. (некоторые производители дают величину диаметра стренги до 15 мм).

Как правило, под термином «силиконовый герметик» понимаются именно однокомпонентные составы.

Однокомпонентные силиконовые герметики по химическому составу делятся на 2 группы:

  1. Кислотные (С химической точки зрения — «ацетокси»). Довольно сильно пахнут уксусом. Заметно дешевле нейтральных. Могут вызывать коррозию (металлов, цементосодержащих материалов и др.). Механизм поликонденсации: взаимодействие концевых гидроксильных групп полидиметилсилоксана со сшивающим вулканизирующим агентом (например, метилтриацетоксисиланом) в присутствии воды, с образованием сетчатой структуры и отщеплением уксусной кислоты.
  2. Нейтральные (Химически это в основном «метокси» или «алкокси»). Пахнут слабо. Дороже кислотных.

По назначению силиконовые герметики делятся на строительные, специальные и автомобильные, но это деление нечеткое и весьма условное.

Чаще всего на упаковке написано основное назначение герметика:

  • «Автомобильный». «Автомобильный чёрный», «Автомобильный красный» — прижившиеся типы Loctite.
  • «Санитарный». Для ванных, душевых, санузлов. Чаще всего содержит биоцид, препятствующий развитию плесени и грибков.
  • «Аквариумный» — специально для аквариумов, террариумов и т. д.
  • «Универсальный»
  • «Электроизоляционный» — для электротехники.
  • «Высокотемпературный» или «Термостойкий» НЕ являются силиконовыми, так как основной компонент - силикат натрия (жидкое стекло)
  • «Низкомодульный» — для межпанельных швов. Выдерживает высокую деформацию.
  • и др.

Двухкомпонентные составы[править | править код]

Так называемые «силиконовые компаунды» типа Виксинта, Пентэласта, Эластосила. «Основа» затвердевает, реагируя с «катализатором» при их смешении. Могут твердеть в любых объёмах. Распространены значительно меньше однокомпонентных герметиков, так как используются в основном для промышленных решений.

Наружные работы[править | править код]

  • герметизация во время мелких кровельных работ;
  • герметизация водосточных труб;
  • герметизация строений из стекла и конструкционных элементов в зимних садах;
  • приклеивание отрывающихся каменных плиток;
  • герметизация во время мелких кровельных работ около дымохода;
  • герметизация соединений виниловой облицовки;
  • герметизация оконных рам и коробок.

Работы внутри дома[править | править код]

  • выполнение швов вокруг каменных подоконников;
  • герметизация примыканий гипсокартонных плит к потолку;
  • герметизация элементов, нагревающихся до высокой температуры.

Работы в помещениях с повышенной влажностью[править | править код]

  • герметизация стыка душевых кабин и стен;
  • герметизация соединений в канализационных и водных сетях;
  • приклеивание зеркал;
  • герметизация мест примыкания умывальников к стенам;
  • герметизация мест примыкания сантехнического оборудования.

На рынке очень много некачественных силиконовых герметиков. Безусловно, у всех производителей качественных силиконовых герметиков могут встречаться бракованные партии, но в общем количестве производимого их доля мала. В большинстве же случаев, низкое качество заложено в герметик изначально — как правило, это - следствие удешевления состава путём разбавления его какой-либо дешёвой органикой (маслом, керосином и т. п.). При этом фраза «100 % силиконовый» вполне может фигурировать на упаковке. С разбавлением и уменьшением доли силиконового каучука герметик теряет присущие силикону свойства. Падает эластичность (упругость) и механическая прочность, ухудшается стойкость к высоким и низким температурам, ультрафиолету, воде, со временем появляются усадка, изменения формы и цвета (желтеет, темнеет), снижается долговечность.

Встречается отсутствие отверждаемости, когда по прошествии любого промежутка времени герметик «мажется». Это является нормой для стекольных герметиков, так как стекло неизбежно «гуляет» в раме или в автомобиле, но неприемлемо для остальных применений.

Может показаться, что силиконовые герметики — это универсальное средство с неограниченными возможностями. Однако они обладают определёнными недостатками:

  • Большинство герметиков нельзя наносить на влажные поверхности.
  • Качественные (не разбавленные большим количеством органики) силиконовые герметики нельзя окрасить обычными красителями.
  • Узким местом для силиконовых герметиков являются пластики (полиэтилен, полипропилен, ПВХ, поликарбонат, фторопласт), адгезия к которым бывает недостаточна. Часто проблема решается выбором дорогого профессионального силиконового герметика или использованием специальных «подслоёв» («праймеров»), усиливающих адгезию перед нанесением герметика.
  1. Соломахо В. Л., Томилин Р. И., Цитович Б. В., Юдовин Л.Г. Справочник конструктора-приборостроителя. Проектирование. Основные нормы. — Мн.: Вышэйшая школа, 1988. — С. 107. — 272 с. — 16 000 экз. — ISBN 5-339-00091-5.

ru.wikipedia.org

Пищевой силикон: состав, применение

Силикон — очень распространенный на сегодняшний день материал, используемый для производства изделий самого разного назначения. Это могут быть молды (формы, предназначенные для изготовления скульптурок, бижутерии и т. д.), рыболовные снасти, косметические средства и т. д. Однако наибольшей популярностью пользуется в настоящее время пищевой силикон, применяемый для изготовления кухонных принадлежностей.

Посуда

Еще недавно силикон пищевой применялся для изготовления только формочек для выпечки. Сегодня из него делают также посуду и разного рода кухонные аксессуары. Очень неплохими эксплуатационными характеристиками отличаются, к примеру, дуршлаги и пароварки из силикона. К их безусловным преимуществам можно отнести, прежде всего, безопасность для здоровья. Пищевой силикон не окисляется и не выделяет никаких вредных веществ даже при сильном нагреве. Кроме того, это совершенно гипоаллергенный материал. Дуршлаги из силикона, помимо всего прочего, очень удобно хранить. Их можно просто сложить в несколько раз и положить в шкафчик.

Поскольку силикон отличается очень низкой степенью теплопроводности, из него часто изготавливают прихватки, термоизолирующие ручки и подставки под горячую посуду. Эксплуатационные качества такие изделия имеют просто замечательные. Подставки надежно защищают столешницы от порчи, а прихватки позволяют снимать посуду даже с открытого огня без риска обжечь руки. Простейшие кухонные принадлежности этой разновидности можно, кстати, изготовить и самостоятельно. Для этой цели обычно используют жидкий пищевой силикон, из которого просто отливают нужное изделие.

К достоинствам посуды из этого материала можно также отнести долговечность. Истиранию, в отличие, к примеру, от той же древесины, он совершенно не подвержен. К тому же он отличается упругостью и совершенно не скользит. Эти качества сделали его идеально подходящим для изготовления накладок на кулинарные молотки и чехольчиков под бокалы.

Формочки из силикона

Просто огромной популярностью у домохозяек пользуются изготовленные из этого материала молды. Пищевой силикон чаще всего применяется именно для изготовления форм. Преимуществ его использования для этой цели существует несколько:

  • Как и в случае с посудой, хорошие антипригарные свойства. Силиконовые формы для выпечки при использовании даже не нужно смазывать жиром.

  • Эластичность. Вытаскивать выпечку из такой формы очень просто. При желании молду можно даже элементарно вывернуть наизнанку.

  • Отсутствие какого-либо запаха. Мучные изделия, изготовленные в таких формочках, полностью сохраняют свой естественный вкус.

  • Простота в уходе. Моются формы из этого материала очень легко.

Использовать формочки из силикона можно не только для изготовления мучных изделий. Очень часто их применяют для запекания фруктов, овощей, мясных и рыбных рагу. Некоторые хозяйки изготавливают с их использованием красивые сладости из пастилы и пудинги.

Как отличить подделку

Разумеется, всеми описанными выше преимуществами отличается только качественный пищевой силикон, изготовленный с соблюдением всех положенных технологий. Но, к сожалению, на современном рынке имеется просто огромное количество таких изделий, отлитых из поддельного материала. Отличить их от настоящих можно по внешним признакам:

  • По сомнительного вида упаковке. Отсутствие ярлычка и описания на русском языке может говорить о невысоком качестве посуды.

  • Наличие неприятного запаха резины.

  • Появление белой прожилки на изгибе.

Очень дешевые изделия из пищевого силикона покупать не стоит. Слишком низкая стоимость может быть признаком подделки. Помимо всего прочего, при покупке такой посуды обязательно следует обратить внимание на маркировку. Наличие букв CE означает, что изделие соответствует европейским стандартам. Буквы FDA проставляются на посуде из силикона в том случае, если она проверена на соответствие требованиям Управления по контролю за качеством пищевых продуктов США.

Недостатки силиконовых кухонных принадлежностей

Минусом посуды из этого материала многие хозяйки считают то, что она слишком мягкая, и пользоваться предметами из-за этого не слишком удобно. В данном случае выходом из положения может стать покупка изделий этого типа с металлическим каркасом. Также недостатком силиконовой посуды считается то, что она не слишком хорошо отмывается в посудомоечной машине.

Состав силикона обычного и пищевого

Итак, формы и посуда из этого материала считаются совершенно безвредными. Но так ли это на самом деле? Давайте разберемся с этим поподробнее. Все силиконы представляют собой, по сути, не более чем одну из разновидностей искусственного каучука. То есть относятся к группе полимеров с мономерами, которые содержат атомы кремния.

Существует как однокомпонентный, так и двухкомпонентный силикон. В последнем случае при изготовлении разного рода изделий дополнительно используется отвердитель. Составлены все силиконы из кремний-кислородной цепи — SiO-SiO-SiO. К этой неорганической цепочке добавляются органические боковые группы. Присоединяются они через атомы кремния. Меняя длину основной цепочки, варьируя боковые группы, специалисты получают материалы с разными свойствами.

Состав силикона любых групп, таким образом, практически одинаков. Пищевой вариант этого материала отличается от других разновидностей тем, что в него включены разного рода добавки, повышающие его сопротивляемость высоким температурам и предотвращающие разрушение из-за контакта с продуктами питания.

Многие наверняка хотели бы знать, как сделать силикон дома. К сожалению, изготовление его пищевого варианта своими руками невозможно. Сделать можно только обычный силикон, использовать который для выпечки или приготовления других блюд нельзя. Изготавливают такой материал из жидкого стекла и этилового спирта в разных пропорциях.

В продаже сегодня имеется также очень интересный съедобный силикон. Применяется он в качестве приманки при ловле рыбы.

Как пользоваться силиконовыми формочками

При приготовлении выпечки с использованием этого кухонного аксессуара стоит соблюдать такие правила:

  • Наливать тесто в форму следует уже тогда, когда она стоит на решетке или на противне. Иначе из-за мягкости стенок перенести ее впоследствии, не расплескав содержимое, будет проблематично.

  • Смазывать форму перед употреблением для выпечки необязательно. Делают это только один раз — после покупки нового изделия.

  • Готовую выпечку следует подержать в форме несколько минут. После этого ее можно будет достать без каких-либо проблем.

  • Использовать для отделения пригоревшей выпечки от силикона ножи и разного рода металлические предметы нельзя. Порвать или прорезать этот материал можно очень легко. Вместо ножа в таких случаях пользуются деревянной лопаточкой.

Молды для заморозки

При желании силиконовые формы можно использовать не только для выпечки, но и для приготовления замороженных сладостей или холодца. Этот материал отлично переносит не только повышенные, но и пониженные температуры. Выше мы рассматривали, как сделать силикон, не пищевой, а обычный. Для изготовления формочек под лед такой вариант, кстати, вполне может подойти.

Существуют даже специальные формы из силикона, предназначенные для приготовления льда. Вытаскивать из них готовый продукт очень просто. Для этого не нужно пользоваться ножом или чем-нибудь еще.

Как и силиконовую посуду, формы, предназначенные для выпечки или заморозки, допускается хранить в сложенном состоянии. Разумеется, ставить такие изделия на огонь ни в коем случае нельзя. Пищевой силикон расплавится.

Герметик

Силикон пищевой может использоваться не только для изготовления форм и посуды. Его уникальные свойства позволяют применять его и в некоторых других сферах. К примеру, пищевой силиконовый герметик используют при ремонте оборудования на хлебозаводах, кондитерских фабриках и т. д.

Применение для приготовления блюд из овощей

Некоторые хозяйки считают, что в силиконовых формах все готовится немного быстрее, чем в другой посуде. К тому же ухаживать за кухонными принадлежностями из этого материала проще. Поэтому используют они молды для приготовления не только выпечки, но и других блюд в духовке или микроволновке. К примеру, в такой формочке можно сделать вкусное рагу из овощей по такому рецепту:

  • Небольшой кусок мяса отбивается, нарезается на небольшие кусочки и маринуется в сметане полчаса.

  • В это время к запеканию подготавливаются овощи. Картофель и баклажаны нужно нарезать на кубики, морковку — кусочками, а капусту мелко нашинковать.

  • Нарезку следует сложить в чашку и перемешать, предварительно посолив.

  • Затем в смесь из овощей добавляется зеленый горошек.

  • Сверху все посыпается нарезанным зеленым луком.

  • Далее в овощи добавляется мясо.

Получившаяся смесь вываливается в силиконовую форму и помещается в духовку примерно на 1,5 часа.

Рецепты выпечки

Мучные изделия в такой посуде, как уже упоминалось, допускается делать совершенно любые. Это может быть, к примеру, вкусный кекс. Готовится он следующим образом:

  • 200 г маргарина растапливается на плите.

  • В него добавляется 1,5 стакана сахара (с плиты снимать не нужно).

  • В полученную смесь насыпается 4 ст. л. какао и наливается 100 мл молока. Смесь должна закипеть и остыть.

Отдельно нужно взбить 4 яйца и перелить их в маргариновую массу. Затем в смесь добавляется немного соды и 2 стакана муки. Далее все хорошенько перемешивается и заливается в силиконовую форму. Выпекать кекс следует 45 минут.

Как сделать лед

Для приготовления льда в формочках лучше всего приобрести минералку без газа. Можно также использовать прокипяченную воду. Очень необычным получается лед из подслащенной, подкрашенной пищевым красителем или соком воды. В этом случае на дно формочки сначала укладывается ягода или кусочек какого-нибудь фрукта. Далее заливается подслащенная вода. Формочки для льда, кстати, несложно изготовить в том числе, используя и пищевой силиконовый герметик.

Другие виды

Как уже упоминалось, силикон может быть не только пищевым. Существует также косметический его вариант, медицинский и строительный. Выше мы рассматривали, как сделать силикон спиртовой, который можно отнести к группе строительных. Такой материал используется для изготовления форм под разного рода декоративные изделия. Медицинский силикон чаще всего применяется для отливки имплантатов. С использованием косметического варианта делают шампуни, гели для душа и т. д.

Съедобный силикон, как уже упоминалось, используется в рыболовстве. Приманки, изготовленные из него, могут иметь форму рыбы или червей. Существуют самые разные варианты подобных изделий.

Как видите, сфера использования пищевого силикона довольно-таки широка. Применяться он может для изготовления посуды, форм для выпечки и разного рода кухонных принадлежностей. Кстати, для производства таких изделий обычно используется однокомпонентный вариант этого материала. Двухкомпонентный силикон чаще применяется для изготовления форм под мыло, статуэток и т. д. Дело в том, что в отвердителе могут содержаться разного рода вредные для здоровья вещества.

fb.ru

Силиконы. Области применения. Часть первая. — DRIVE2

В этой статье вы сможете прочитать об основных отраслях промышленности, в которых применяется силиконовая резина и изделия из нее.
Специальные характеристики силиконовой резины и ее соответствие высоким стандартам качества дают возможность применения ее, в разнообразных отраслях промышленности.

АВИАЦИЯ И КОСМОНАВТИКА

Авиация

Изделия из силиконовой резины широко используются в аэрокосмической и авиационной промышленности, благодаря их выдающимся способностям выдерживать невероятные физические нагрузки.
Продукция
Силиконовые каучуки используются во многих аспектах сборки и техническом обслуживании воздушных судов и космических аппаратов. Поставляемый в различных формах, силикон используется для герметизации и защиты таких объектов, как: окна, двери, крылья, отсеки для ручной клади, края крыльев, приборные панели, вентиляционные каналы, прокладки в системе двигателя, а также электрические провода.
АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕ

Автомобилестроение

Силикон в автомобилестроении
Элементы автомобиля изготовленные из силикона обладают необходимой прочностью и долговечностью. Отличные свойства силиконовой резины противостоять выветриванию продлевают срок службы элементов автомобиля, делая их более устойчивыми к воздействию неблагоприятных погодных условий и химических веществ. Элементы автомобиля служат дольше, а общее техническое обслуживание и ремонт обходятся дешевле.
Применение элементов из силикона помогает обеспечить амортизацию, подавление вибраций и качество защитных свойств амортизации автомобильных сидений, панелей и салонов автомобилей, повышая комфорт езды.

Продукция
Силиконы используются в широком диапазоне автомобильных запчастей в том числе: в подушках безопасности, прокладках системы двигателя, фарах, проводах зажигания, высокотемпературных кабелях, втулках, уплотнениях и шлангах радиаторов, амортизаторах, свечах зажигания и вентиляционных заслонках.

Существуют силиконовые экструзии и листы монолитной силиконовой резины и пористой силиконовой резины, из которых могут изготавливаться уплотнения и прокладки, а также ткани, поддерживаемые силиконовой пленкой, обычно используемые в производстве высокопроизводительных турбо шлангов.
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО И МОЛОЧНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Конвеерная линия.

Силикон в молочной промышленности
Силиконовая резина широко используется в качестве материала для изготовления деталей для оборудования сельскохозяйственной отрасли, а так же молочной промышленности, где требования к стандартам качества очень высоки. Замена органических каучуков на продукцию из силиконовой резины в широком спектре использования способствовала увеличению производства. Физико-химические свойства силиконовых каучуков делают их идеальным материалом для использования в продуктах подвергающихся воздействию различных погодных и климатических условий, а также суровому физическому воздействию.

Продукция
В молочная промышленности применяются трубки очень специфического типа. Они должны быть очень гибкими, упругими и надежными, а также их гигиенические свойства должны соответствовать международным пищевым стандартам. Усовершенствованные трубки из силикона просты в установке, обслуживании, и замене.

Силикон в молочной промышленности, так же применяется для изготовления: ковриков для коров, элементов аппаратов для доения, воздушных шлангов, уплотнителей и прокладок для техники. Применение антимикробного силикона активно препятствует развитию болезнетворных бактерий, что упрощает поддержание санитарных норм.
Силикон в этой индустрии, так же применяется для изготовления: ковриков для коров, элементов аппаратов для доения, воздушных шлангов, уплотнителей и прокладок для техники. Применение антимикробного силикона активно препятствует развитию болезнетворных бактерий, повышая уровень безопасности во всей отрасли.
ОБЩЕСТВЕННЫЙ ТРАНСПОРТ

Транспорт.

Силикон в общемтвенном транспорте
Технический прогресс постоянно повышает требования к свойствам материалов используемых при проектировании и производстве современных транспортных средств. Силиконовая резина отвечает этим требованиям и находит применение в локомотивах и вагонах, морских судах, общественном транспорте и большегрузных транспортных средствах. Адаптируемость силиконовой резины для удовлетворения точных или изменяющихся инженерных задач делает силикон подходящим для применения там, где требуется новый подход.

Сегодня, транспортная отрасль стремится к улучшению безопасности, уменьшению загрязнения и максимальному увеличению эффективности использования энергии. Применение силикона сделало возможным реализацию компактных систем, таких как моторный отсек, что способствовало уменьшению отходов производства и уменьшению энергозатрат производства. Использование элементов из силикона гарантирует, что все компоненты защищены и противостоят коррозии от температурных колебаний, влажности, соли и топлива.

Продукция
Общие свойства силиконовых каучуков могут использоваться для широкого спектра применения в этом секторе. Так же для сектора общественного транспорта разработан силикон с низкой токсичностью и малой дымообразующей способностью для повышения безопасности. В секторе общественного транспорта применяются следующие материалы из силикона: экструдированные профили, секции для уплотнения, прокладки и листы для преобразования в перфорированные прокладки и шайбы.

Типичные области применения для силикона в этом секторе: воздушные фильтры, датчики расхода воздуха, подушки безопасности, кабели, центрально блокировочные механизмы, элементы демпфирования вибраций и шума, крышки распределителя, уплотнители дверей, электронные компоненты, изоляционная пена, прокладки для фар, кабели зажигания, защитные заглушки, уплотнения для радиатора, шланги радиатора, прокладки, амортизаторы, люки, теплоизоляционные материалы, шланги для турбо зарядного устройства, вентиляционные клапаны, уплотнители ветрового стекла, щетки стеклоочистителей и пр.
Силикон в строительстве
СТРОИТЕЛЬСТВО

Прототипирование и моделирование оснастки.

Применение изделий из силикона в строительстве дает возможность строительным материалам работать лучше и дольше. Силиконовые профили и прокладки, установленные на стекло, сталь и пластик обеспечивают превосходные свойства герметизации, демпфирования шума и вибраций в дополнение к защите соединений и материалов от влаги, тепла, коррозии, солнечного света, ультрафиолетового излучения, и воздействия химических веществ.

Продукция
В настоящее время существует широкий выбор материалов для строительной отрасли. Силикон общего назначения, который идеально подходит для уплотнений и прокладок, таких как уплотнители для окон и антивибрационные прокладки. Огнезащитный силикон и силикон с низкими дымообразующими свойствами используются, где безопасность имеет первостепенное значение, особенно в общественных местах.

Так же в настоящее время может быть создан дизайн и прототип изделия из силикона и испытан на соответствие Вашим конкретным требованиям.
ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ И НАПИТКИ

Печенюшки :3

Силикон для пищевой промышленности
Силикон идеально подходит для использования в пищевой индустрии. Его температурная устойчивость, антиадгезионные свойства (неприлипаемость) и инертные свойства обеспечивают широкий диапазон применения в таких отраслях, как: пищевая промышленность, хлебопечение, пивоварение, производство торговых автоматов, производство напитков и консервированных изделий, производство кухонного оборудования и пр.

Продукция
Силикон для пищевой промышленности. производится во многих формах, чтобы удовлетворить различным требованиям, и он полностью соответствует требованиям FDA 21CFR177.2600, ЕС1935/2004 и WRAS. Прессованные изделия из силикона включают в себя: трубки, шнуры, секции, сложные профили и пр. Листовой монолитный силикон используется в том числе, для дальнейшего преобразования в шайбы, уплотнения и прокладки. Так же существует новое поколение силиконовых материалов — антимикробный и обнаруживаемый металлодетектором которые в настоящее время очень хорошо применяются в данной индустрии, предоставляя дополнительные меры безопасности и повышенную эффективность.
НАРЯДУ С ПЕРЕЧИСЛЕННЫМИ ОТРАСЛЯМИ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ СИЛИКОН ПРИМЕНЯЕТСЯ ТАК ЖЕ:

— В ПРОИЗВОДСТВЕ БЫТОВОЙ ТЕХНИКИ (уплотнения для печей и духовок).
— В НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (покрытие силиконом нефтепроводов с внутренней стороны для обеспечения защиты труб).
— В МЕДИЦИНЕ (уплотнения в автоклавах, хирургические коврики, стоматологические лотки).
— В ПРОИЗВОДСТВЕ МЕБ

www.drive2.ru

Силиконы - это... Что такое Силиконы?

Полидиметилсилоксан — простейший представитель силиконов

Силико́ны (полиорганосилоксаны) — кислородосодержащие высокомолекулярные кремнийорганические соединения с химической формулой [R2SiO]n, где R = органическая группа (метильная, этильная или фенильная). Сейчас этого определения придерживаются уже крайне редко, и в «силиконы» объединяются также полиорганосилоксаны (например силиконовые масла типа ПМС, гидрофобизаторы типа ГКЖ или низкомолекулярные каучуки типа СКТН) и даже кремнийорганические мономеры (различные силаны), стирая различия между понятиями «силиконы» и «кремнийорганика».

Строение

Силиконы имеют строение в виде основной неорганической кремний-кислородной цепи (…-Si-O-Si-O-Si-O-…) с присоединёнными к ней боковыми органическими группами, которые крепятся к атомам кремния. В некоторых случаях боковые органические группы могут соединять вместе две или более кремнийорганических цепей. Варьируя длину основной кремнийорганической цепи, боковые группы и перекрёстные связи, можно синтезировать силиконы с разными свойствами.

Силиконы делятся на три группы, в зависимости от молекулярного веса, степени сшивки, вида и количества органических групп у атомов кремния:

  1. «Силиконовые жидкости» — менее 3000 силоксановых звеньев.
  2. «Силиконовые эластомеры» — от 3000 до 10000 силоксановых звеньев.
  3. «Силиконовые смолы» — более 10000 силоксановых звеньев и высокая степень сшивки.

Синтез

Полиорганосилоксаны синтезируются стандартными методами химии полимеров, включая поликонденсацию и полимеризацию.

Один из наиболее распространенных методов — гидролитическая поликонденсация функционализированных диорганосиланов — дихлорсиланов, диалкокси- и диацилокси, диаминосиланов. Метод основан на гидролизе функциональных групп, ведущих к образованию неустойчивых диорганосиланолов, которые олигомеризуются с образованием циклосилоксанов:

R2SiX2 + 2H2O R2Si(OH)2 + 2HX
nR2Si(OH)2 (R2Si-O)n + H2O

Образующиеся в реакционной смеси циклосилоксаны далее полимеризуются по анионному или катионному механизму:

Наиболее энергично процесс гидролитической поликонденсации идет с дихлорсиланами, однако в этом случае выделяется хлороводород, что, в некоторых случаях, таких как синтез полимеров для изделий медицинского назначения, неприемлемо. В этих случаях используют диацетоксисиланы — при этом в процессе гидролитической поликонденсации образуется нетоксичная уксусная кислота, однако процесс протекает значительно медленнее.

Для синтеза силиконовых каучуков с молекулярной массой ~ 600000 и выше используется ионная полимеризация заранее синтезированных циклосилоксанов.

Замещённые силановые прекурсоры с большим количеством кислотообразующих групп и меньшим количеством алкильных групп, таких как метилтрихлорсилан, могут использоваться для ввода разветвлений и/или поперечных сшивок в полимерных цепях. В идеальном случае каждая молекула такого соединения станет точкой разветвления. Это используется в производстве твёрдых силиконовых резин. Аналогично, прекурсоры с тремя метильными группами могут использоваться для ограничения молекулярного веса, поскольку каждая такая молекула реагирует с одним реакционным центром и, таким образом, образует конец силиконовой цепочки.

Современные силиконовые резины производятся из тетраэтоксисилана, который реагирует более мягко и контролируемо чем хлорсиланы.

Применение

Силикон нашел широкое применение в строительстве и в быту. Силиконы обладают рядом уникальных качеств в комбинациях, отсутствующих у любых других известных веществ: способности увеличивать или уменьшать адгезию, придавать гидрофобность, работать и сохранять свойства при экстремальных и быстроменяющихся температурах или повышенной влажности, диэлектрические свойства, биоинертность, химическая инертность, эластичность, долговечность, экологичность. Это обуславливает их высокую востребованность в разных областях.

Силиконовые жидкости и их эмульсии широко применяются в качестве или в основе:

Силиконовые эластомеры применяются в виде:

  • силиконовых низкомолекулярных и высокомолекулярных каучуков,
  • силиконовых герметиков холодного отверждения,
  • силиконовых резин горячего отверждения (высокомолекулярных),
  • силиконовых компаундов холодного отверждения (низкомолекулярных),
  • жидких силиконовых резин горячего отверждения (LSR).

Силиконовые смолы чаще всего применяются в сополимерах с другими полимерами (силикон/алкиды, силикон/полиэфиры и т. д.) в составах для нанесения покрытий, отличающихся стойкостью, электроизоляционной способностью или гидрофобностью.

Cиликон используется для изготовления уплотнений — силиконовых прокладок, колец, втулок, манжет, заглушек и многого другого. Силиконовые изделия обладают рядом качеств, позволяющих использовать их даже в таких условиях, где применение традиционных эластомеров неприемлемо. Изделия из силикона сохраняют свою работоспособность от −60 °C до +200 °C. Из морозостойких типов силиконовых резин — от −100 °C, из термостойких — до +300 °C. Уплотнительные кольца из силикона устойчивы к воздействию озона, морской и пресной воды (в том числе кипящей), спиртов, минеральных масел и топлив, слабых растворов кислот, щелочей и перекиси водорода.

Силиконовые изделия устойчивы к воздействию радиации, УФ излучения, электрических полей и разрядов. При температурах выше +100 °C они превосходят по изоляционным показателям все традиционные эластомеры. Физиологическая инертность и нетоксичность силиконовых изделий используются практически в любых промышленностях.

Вопросы словоупотребления

Нередко возникают ошибки при переводе с английского языка из-за схожести написания английских терминов silicon (кремний) и silicone (силикон) (см. ложные друзья переводчика). В частности, именно таким образом в русском языке появился расхожий топоним «Силиконовая долина».

См. также

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 31 мая 2011.

biograf.academic.ru

Силикон – главный материал XXI века

25.05.2012

Силикон – главный материал XXI века

Что общего между авиалайнером и губкой для мытья посуды, автомобилем и контактными линзами, телефоном и космической станцией? Все эти механизмы, вещи и устройства содержат в себе силикон.

Он может быть жидким как вода или твердым как стекло – полиорганосилоксан или просто силикон, по мнению многих научных экспертов, является главным материалом XXI века, кардинально изменившим нашу жизнь. Любое соединение, имеющее в составе кремний можно отнести к силиконам. Собственно от английского названия кремния «Silicon» и берет название вся группа силиконовых материалов.

Силиконы имеют колоссальное значение в современной индустрии. Если посмотреть вокруг себя, то практически какой бы предмет современного мира мы не увидели, каждый из них имеет в своем составе силикон.

Кислород и кремний являются самыми распространенными элементами на Земле. Кварц, горный хрусталь и обычный речной песок – везде в основе кремний, природные запасы которого велики и постоянно пополняются, а значит, и ресурс для получения силиконов практически неисчерпаем.


Из такой силиконовой «лепешки», путем вулканизации можно сделать силиконовый материал с абсолютно любыми свойствами.

Чтобы понять, отчего так популярен этот материал, нужно рассмотреть его на самом глубоком молекулярном уровне.

К основной цепочке кремний-кислород-кремний (Si-O-Si) могут присоединяться практически любые элементы и в любой последовательности. Это может быть и нелинейная структура, и молекулярная решетка. Способность организовывать множество различных вариантов химической связи – необычные свойства силикона.

Силиконовые материалы появляются благодаря сочетанию, казалось бы, несочетаемых элементов, благодаря чему они обладают особыми свойствами. Именно силиконы обладают очень высоким и очень хорошим диапазоном температур – от -120 до +300 градусов. При этом от -60 до +200 работает любой даже самый распространённый вид этого материала.

Резкий перепад между этими температурными отметками – экстремальные условия для очень многих материалов. Но только не для силиконов, что очень легко проверить. Температура кипения воды 100 градусов и мгновенный перепад до нуля (момента образования льда) не оставляет на образцах силикона ни следа. Эта способность силиконов сделала их незаменимыми в авиации.

Самолет очень наглядный пример. Когда он летит на высоте 10 тыс. метров, где температура -60 градусов, а садится в аэропорту, где +30-50 градусов, то силиконовые детали никак не реагируют на такие резкие перепады температур и он их с легкостью выдерживает и должным образом уплотняет всё что нужно.


Поразительно качественная герметичность современных самолетов достигается за счет силиконовых прокладок.

Силиконы добавляют даже в авиационные масла и резину для шасси, а в двигателях самолета – силиконовые прокладки и уплотнители. В кабине пилота силиконовые кнопки на панели управления, а все швы конструкции самолета абсолютно герметичны также за счет силикона.

Герметики на основе силикона используются и в строительстве. Ими замечательно герметизируют окна. Вся нынешняя оконная промышленность, изготавливающая пластиковые окна смогла подняться только потому, что появилась такая возможность мгновенной герметизации вставляемых стеклопакетов. Причем делать это очень надежно и долговременно.


Использование силикона в строительстве.

Вне зависимости от внешнего вида и области применения, исходное сырье для всех силиконовых изделий выглядит одинаково – это всегда жидкость. При этом силикон легко становится твердым материалом, который можно легко шлифовать, полировать, вырезать и вообще обрабатывать как угодно. Также силикон может быть резиноподобным – мягким и эластичным, который можно с легкостью сжимать, сгибать и растягивать.

То, каким будет силикон, полностью зависит от катализатора. Первый этап – получение силиконовых жидкостей, масел и силиконовых каучуков. При этом на основе последнего можно получать разнообразные уплотнители(кольца, клапаны), протезы и разные виды жидких и твердых силиконов, которые Вы имеете.

Жидкое сырье принимает нужную форму после взаимодействия с катализатором и пока оно не остыло, будущий силикон можно окрасить в любые цвета. Завершающая стадия – вулканизация, когда под действием горячего воздуха силиконовая масса твердеет, принимая вид готового изделия.


Обычные кольца из силикона разных цветов.

Температура вулканизации силикона – верхний предел нормальной работы будущего изделия. По завершению вулканизации форма и свойства материала будут уже постоянны, поэтому в вулканизатор масса поступает уже сформированная.

А сам процесс формовки называется – экструзией и очень напоминает работу обычной мясорубки. Силиконовая смесь загружается в аппарат, мощный спиральный поршень которого буквально выдавливает силикон в имеющееся отверстие, представляющее собой профиль будущего изделия. Чтобы сделать деталь другой формы, нужно всего лишь сменить насадку профиля. Именно так производятся всевозможные медицинские трубки и зонды, шланги гидравлических систем, изоляционные ленты для печей и бытовой техники, которая сейчас почти вся укомплектована силиконом.

Например, кофемашина. Отсеки для кофейных зерен в ней изолируются силиконом для сохранения аромата и вкуса свежего кофе. Даже в губке для мытья посуды присутствует силикон – он сделана из пенополиуретана, который и обеспечивает ей такую пористую структуру. И если присмотреться, то станет видно, что пузырьки губки практически одинаковые и расположены ровно относительно друг друга. Это заслуга силиконов, которые умеют контролировать вспенивание.

Пена образуется при получении самых разных веществ – при переработке нефти, в целлюлозно-бумажной промышленности и т.д. И чем больше пены, тем меньше пространства собственно для продукта. А чтобы её разрушить нужно убрать оттуда те частицы, которые заставляют не лопаться пузырькам газа, а находится в спенено-воздушном состоянии.

Но как это работает? Один из самых наглядных примеров – сочетание обычной воды и растительного масла. За счет разницы в плотности этих жидкостей, они всегда будут оставаться самостоятельными слоями. Даже если их смешать, вода и масло вновь очень быстро разделятся. Заставить столь разные молекулы смешаться может заставить эмульгатор – поверхностно-активное вещество, стабилизирующее эмульсии.

Только тогда произойдет равномерное распределение за счет того, что между жидкостями будет находиться эмульгатор. Но если его убрать, то вновь произойдет «схлопывание» этой системы – частички масла и воды отдельно соединяются друг с другом и два слоя получаются вновь разделенными.

Подобным образом силиконовые материалы действуют на отдельные компоненты пенистых веществ, в буквальном смысле контролируя диаметр пузырьков. за счет этих свойств силикон учувствует практически в любом производстве из пенополиуретана, будь то губка для посуды или оплетка для автомобильного руля.

Кстати, в автомобильной промышленности силикон тоже успел занять прочные позиции. Скажем в автомобильных прокладках, он используется из-за своей способности хорошо сжиматься, благодаря чему он демпфирует всё, а это позволяет лучше сохранять авто.


Силиконовая оплетка для автомобильного руля помогает при вождении за счет лучшего сцепления рук с ободом рулевого колеса.

Долгий срок службы силиконовых деталей в автомобиле обеспечивает не только устойчивость к деформации. Дело в том, что автомобильные силиконы не восприимчивы к маслам и бензинам. Это свойство им обеспечивают специальные катализаторы.

Вообще видов силиконовой резины очень много, но разница между ними – внешний вид, плотность, набор свойств и т.д., проявляются только после вулканизации. Этап высокотемпературной вулканизации достаточно короткий – в среднем всего 10-15 мин воздействия. Время выдержки зависит от типа резины и её назначения. К разным резинам предъявляются разные требования и для каждой есть свои точные технические условия – легко ли рвется, хорошо ли растягивается, каков показатель её твердости и многое другое.

Показатель твердости говорит о способности держать форму. Например, на дистанционном пульте от телевизора слишком мягкие кнопки будут западать, а слишком твердые плохо нажиматься. Но по-настоящему жесткую проверку проходит так называемая изоляторная резина. Так как она должна служить долго и проводить испытания в течение всего предполагаемого периода её службы очень проблематично, то условия во время испытания гораздо более экстремальные, чем в реальности.

На образцы силиконовой резины воздействуют током с напряжением в 3000-4000 Вольт – такая нагрузка сравнима с ударом молнии. С тыльной стороны на резиновые пластинки подается разрушающий раствор хлорид омония для усиления действия тока. Испытание длится 6 часов, после чего оценивается степень повреждения силикона. И чем меньше воздействия окажет проходящий ток на пластину – тем лучше резина.

Подобная ситуация вряд ли произойдет в реальной жизни. Между тем, некоторым силиконам приходится работать только в экстремальном режиме – например, в открытом космосе. И это уже настоящие высокие технологии и производство такого силикона особое. Он способен выдерживать невероятные температуры и применяется в качестве смазки в открытом космосе, а также в гидравлических системах, используемых в космической технике.

Первые шаги человека на Луне стали возможны благодаря силикону – именно из него были сделаны ботинки космонавтов. Новая разработка, которая позволит сделать космос чуть ближе – это получение из силикона сверхтвердых и сверхжаропрочных материалов.

Но надежные жаропрочные материалы нужны не только в космосе. Металлургия, автомобильная и пищевая промышленность тесно связаны с очень высокими температурами и это уже не сотни, а тысячи градусов. Но силиконам и это «по плечу».

Новые разработанные материалы обладают уникальной термостойкостью – до 1500 градусов и больше. Так, отечественная разработка на основе силикона обладает потрясающими теплоизоляционными свойствами. Когда на одной стороне образца температура превышает отметку в 1500 градусов, на его другой остается чуть выше комнатной. Такой материал может стать настоящей защитой, например, для легкоплавких металлов.

Совсем недавно в России начали производить еще один вид силикона, главная задача которого – защита. Новая силиконовая резина способна в буквальном смысле спасать жизни людей. В метро, аэропортах, вокзалах при какой-то экстренной ситуации не менее 3-х часов помещения должны снабжаться электроэнергией. И эта резина, изолирующая провод, не выделяет вредные вещества при пожаре, а наоборот образует довольно крепкий керамический слой, который позволяет отработать проводу не менее трех часов и предохраняет электрические провода от короткого замыкания.

Фактически силиконам можно придать любые свойства – вплоть до самых невероятных. Но сделать это можно только на этапе работы с сырьем, поскольку готовый силиконовый продукт, прошедший вулканизацию био и химически инертным, то есть не образует новые химические связи. Именно поэтому силиконам не страшны многие агрессивные среды.

Силиконы легко выдерживают кратковременный контакт с концентрированными кислотами и щелочами. А в их слабых растворах могут находиться практически бесконечно, опять же, не теряя при этом своих свойств.

Именно за счет своей инертности силиконы активно используются в медицине. В организме нет такого места и органа который нельзя бы было или временно заменить или помочь ему работать благодаря силикону.

Медицинский силикон производится с помощью платиновых катализаторов. Наличие драгоценного металла делает силикон абсолютно безопасным для человека. В биологической среде в которой могут находиться импланты и протезы из силиконовой резины или куда временно помещены какие-то устройства или инструменты (зонды, дренажи) не вызывают отторжения в организме и совершенно нетоксичны.


Силиконовые грудные имплантанты осчастливили тысячи женщин по всему миру и принесли огромную славу материалу, из которого они изготовлены.

В частности, использование силикона значительно снижает вероятность возникновения осложнений после операции. Кстати, некоторые виды медицинских силиконов не требуют высоких температур в производстве. Стадия их вулканизации (закрепление формы) проходит при комнатной температуре.

Благодаря силикону врачам удалось победить самое распространенное старческое заболевание. С возрастом у человека теряется зрение и происходит это главным образом из-за помутнения хрусталика. Теперь врачи ставят таким пациентам силиконовые хрусталики. Впервые такая операция была произведена нашим соотечественником известным офтальмологом Святославом Федоровым, который благодаря искусственному хрусталику мгновенно возвращал пожилым людям зрение.

Но силикон помогает восстановить зрение не только при оперативном вмешательстве. Контактные линзы также состоят из силикона. Несмотря на кажущуюся хрупкость, такие линзы достаточно прочные. При правильном подборе, тончайшие силикон-гидрогелевые линзы не наносят никакого вреда глазам.

А мизерное присутствие платины придает силикону и заживляющие свойства. От ожогов и шрамов можно легко избавиться при помощи силиконового пластыря, которые уже довольно давно были разработаны российскими учеными. Они очень хорошо помогают при ожогах, для разглаживания келоидных швов после ожогов и операций.

Если Вы случайно получили несерьезный ожог, то достаточно на место ожога наложить полосочку силиконового пластыря. И уже спустя очень короткое время Вы обнаружите, что никаких следов от ожога у Вас больше нет.

При этом, силиконовый пластырь можно снимать, мыть и наклеивать заново. Можно, скажем, снимать на ночь или е носить круглосуточно до полноценного результата. Один пластырь моет служить в течении 2-3 месяцев, что по сравнению с пластырем обычным – настоящий рекорд.

Впрочем, долговечностью могут похвастаться практически все силиконы. Под водой и в открытом космосе, на кухонном столе и в человеческом организме – силиконы везде работают очень долго и одинаково надежно. И судя по всему, силикон только начинает свое грандиозное шествие по планете.

Ученые обещают уже в ближайшее время получить силикон, выдерживающий температуру более 3000 градусов. Такой материал обгонит по жаростойкости титан и это уже не кажется невероятным. Силикон открывает столь заманчивые перспективы, что можно не сомневаться – новые открытия с его активным участием не за горами.

vsemneniya.com

описание, состав, применение :: SYL.ru

Человек в своей повседневной жизни прибегает к использованию массы разнообразных вещей, которые помогают ему в разных ситуациях. Одним из наиболее распространенных материалов для создания таких вещей является силикон. Изделия из силикона стали настолько популярными, что практически заполонили все отрасли в мире. Но, пользуясь ними, мало кто понимает, что собой представляет это вещество. И не многие знают, какая разница существует между пищевым и техническим силиконом.

Большое отличие

Силикон по своей сути – это каучук искусственного происхождения, который имеет широкий спектр специально созданных свойств, изготавливаемый из кварцевого песка. Пищевой силикон при соблюдении всех нормативных правил производства является инертным, то есть, он никогда не вступает в реакции, поэтому не выделяет никаких опасных веществ. Благодаря таким особенностям он является совершенно безвредным, в отличие от своего двойника, технического силикона. Не пищевой вид этого материала может вступать в реакции, высвобождая при этом ядовитые вещества, которые пагубно влияют на здоровье человека, поэтому его нельзя использовать в пищевой промышленности и медицине.

Однако, несмотря на это, многие безответственные производители умышленно изготавливают различные предметы, предназначенные для пищевых и санитарных целей, из промышленного силикона. Они обманывают потребителей, чтобы иметь большой доход от продаж, ведь себестоимость технического продукта намного ниже, чем пищевого.

Чтобы не попасться на удочку шарлатанов, и быть уверенным в качестве приобретаемого товара, необходимо требовать у продавцов соответствующие документы. Ведь каждое силиконовое изделие, предназначенное не для технического использования, должно иметь санитарно-гигиеническое заключение и соответствовать ГОСТу.

Отменные свойства!

Несмотря на то, что пищевой силикон изобрели более шестидесяти лет назад, наибольшего пика своей популярности он достиг именно в нынешние времена. Особенно востребованы всевозможные кухонные принадлежности из этого материала. Они помогли заменить горы непрактичных пластмассовых, металлических и тканевых вещей и теперь являются фаворитами у многих хозяек. Такую популярность поделки из силикона обрели благодаря своим свойствам, а именно:

  • Эластичности (никогда не деформируется).
  • Легкости (имеют небольшой вес).
  • Антипригарным свойствам.
  • Теплоизоляции.
  • Диэлектричности (не пропускают электричество).
  • Температурной устойчивости.
  • Легкости в уходе.
  • Длительному сроку службы.

Ценные свойства силикона производитель использовал по максимуму и изобрел из него все те кухонные предметы, которые только можно было придумать. Это дуршлаги, подставки под горячее, разнообразные ручки для посуды, скалки, формы для выпечки и заморозки, а также многие другие предметы кухонной утвари.

Изящество форм

Использование силикона при изготовлении кухонных принадлежностей дало возможность производить из него не просто обычные предметы, но и придавать им всевозможные формы. Особенно широко пользуются спросом молды, пищевой силикон в которых одинаково подходит для их использования в морозильных камерах и в духовых шкафах. Поэтому в них можно выпекать печенье и замораживать мороженое. Такие универсальные формочки, имея красивый внешний вид, дают возможность творить кулинарные шедевры, в отличие от однотипных металлических форм.

Пользуясь такими молдами, нужно учитывать один нюанс, о котором не все люди знают. А именно, хотя для их изготовления применяют силикон пищевой термостойкий, но все они имеют разные температурные режимы для их использования. Поэтому, приобретая очередные кухонные принадлежности из силикона, необходимо обращать внимание на условия ее использования. Вся качественная продукция из такой серии обязана быть укомплектована техническими характеристиками. При их отсутствии лучше отказаться от покупки сомнительного товара.

Чудо-жидкость

Помимо того, что в продаже имеется очень много различных формочек и молдов, сделанных из силикона, некоторые люди самостоятельно, изготавливают их в домашних условиях. Сделать это очень просто, применяя жидкий пищевой силикон. Он позволяет создавать различные поделки, не уступающие в качестве покупным. Только не стоит путать его с техническим аналогом, который также широко используется для отливки форм, но не для пищевой промышленности.

При выборе жидкообразного вида силикона нужно обращать внимание на некоторые показатели, от которых в дальнейшем будет зависеть срок эксплуатации изделий и другие важные функциональные свойства. Очень важным параметром, отвечающим за качество материала, считается коэффициент удлинения. Как правило, он может варьироваться от 200 до 1 300%. От этих показателей будет зависеть, насколько сможет растягиваться готовая форма, а значит и количество заливок в нее после изготовления. Чем выше будут процентные соотношения коэффициента удлинения в жидком силиконе, тем дольше прослужат вылитые из него формы.

Также не менее важным показателем качества такого вещества является его вязкость. Ведь от нее зависит, насколько четкими выйдут готовые изделия. Следует выбирать жидкий силикон, обладающий низкой вязкостью, чтобы он мог заполнять труднодоступные места. В противном случае нет гарантии, что форма будет отлита правильно, до самых мелких углублений.

Малышам на забаву

Огромное значение имеет силикон в изготовлении различных товаров для детей. Дело идет не только о красочных игрушках для мальчиков и девочек, но также о предметах первой необходимости. К таким относятся соски, прорезыватели, пустышки, зубные щетки, слингобусы, а также масса других, очень важных вещей для малышей.

Незаменимы для маленьких деток и грызунки из пищевого силикона, которыми постоянно пользуются малыши в процессе прорезывания зубов. Они сделаны с учетом физиологических потребностей маленького человека. Конечно же, для их производства используется материал только высокого качества, который проходит огромное количество проверок. Также все товары для детей обязательно должны быть одобрены педиатрами. Поэтому приобретать их стоит только в аптеках или других заведениях, имеющих соответствующие документы и сертификаты качества.

Большие возможности маленьких деталей

Использование силикона нашло широкое применение в изготовлении вещей, не только имеющих красивый внешний вид, но и совсем маленьких, практически не заметных предметов. Речь идет о всевозможных прокладках, которые играют роль уплотнителя между деталями. Казалось бы, что такие вещи не особо то и нужны, но при их отсутствии работа многих механизмов и приборов была бы нарушена. Вот почему производству этих предметов уделяется большое внимание. Пищевой силикон для прокладок, используемых в быту, может быть разной толщины и формы. Все зависит от области применения уплотнителя. Но при этом все виды таких прокладок должны обладать одинаковыми характеристиками, а именно:

  • Быть износоустойчивыми.
  • Иметь высокую механическую прочность.
  • Быть термостойкими.
  • Не должны проводить электрический ток.
  • Иметь водо- и пароотталкивающие свойства.

Как правило, в продаже имеются все необходимые уплотнительные прокладки, применяемые в пищевом производстве. Но при желании пищевой силикон для прокладок можно сделать в домашних условиях. Лучше всего купить готовый жидкообразный силикон и путем выдавливания его из шприца в формы вылить нужные изделия. Другие методы самодельного производства не гарантируют безопасность изделия.

Модные аксессуары

Применение силикона получило великолепные отзывы не только как средство для изготовления посуды и прочих бытовых принадлежностей, но и красивых украшений. Многие мировые производители бижутерии используют пищевой силикон для бус в своих коллекциях. Такой вид используемого материала может производиться с добавлением других веществ. Чаще всего используют блестки и различные красители. Внешне такая бижутерия не выглядит как мягкий материал, потому что для ее изготовления применяют силикон с повышенной жесткостью.

Отдельным видом украшений, созданных из такого материала, являются слингобусы. Они были специально созданы для женщин, которые имеют маленьких детей. Находясь на руках у матери, и теребя пальчиками красочные бусины, малышу легче успокоиться. Такая бусинотерапия особенно важна деткам, у которых прорезываются зубки. А также она полезна для развития мелкой моторики рук. В виду такого функционального использования в слингобусах применяют не только круглые бусины, но и поделки других форм.

Детское творчество

Раскрывая тему использования силикона в бижутерии, не лишним будет упомянуть, что он также применяется в изготовлении предметов для детского творчества. Бусины из пищевого силикона помогают маленьким рукодельницам развивать творческое мышление и создавать красивые украшения. Также спросом пользуются нити для нанизывания бусин на них. Хотя силиконовые нити выглядят очень тонкими и хрупкими, на самом деле они очень прочные и эластичные.

В отличие от бусин из пластика или других материалов, поделки из вышеупомянутого материала более прочные. Они не поддаются крошению и разлому, поэтому не могут травмировать ребенка. Красители, используемые в силиконовых бусинах, полностью безопасны и не вызывают аллергических реакций.

Нежная забота

Для продления срока службы пищевой силикон нуждается в особом уходе, который не является трудоемким процессом. Все изделия из этого материала следует мыть мягкой губкой и жидким мылом, без использования абразивных материалов. Также не стоит применять колющие или режущие предметы, чтобы не испортить вещь. Категорически запрещается использовать хлорсодержащие вещества для очистки всех видов силиконовых изделий!

Если каким-то образом произошло сильное загрязнение поверхности предмета, то его очистку не нужно откладывать на длительное время. Иначе существует вероятность глубокого проникновения пятен, которые невозможно будет отмыть. Поэтому для мытья испачканного предмета необходимо как можно быстрее провести ряд действий:

  1. Пару капель жидкого мыла развести в теплой воде и взболтать до образования пены.
  2. Погрузить в приготовленный раствор загрязненный предмет.
  3. Время пребывания изделия в растворе зависит от степени его загрязнения и может варьироваться от 30 минут до 1 часа.
  4. По истечении времени нужно извлечь предмет и потереть его мягкой губкой.
  5. Промыть под проточной водой и вытереть досуха.

Выполняя все вышеуказанные рекомендации по уходу, можно продлить жизнь силиконовых изделий на долгие годы.

Недостатки или достоинства?

Особо популярный материал, пищевой силикон, и изделия из него, кроме положительных характеристик имеют некоторые недостатки. К его минусам, впрочем, как и к плюсам, относят большую гибкость. С точки зрения достоинств, такая особенность обеспечивает легкое хранение и мытье поделки. А вот как недостаток она не позволяет предмету быть устойчивым. Например, при использовании молдов для выпекания их следует сразу ставить на решетку в духовом шкафу и уже затем наливать тесто.

Также, что очень важно, к минусам использования относят невозможность применения таких предметов вблизи открытого огня. Иначе это чревато деформацией или полным расплавлением формы. И напоследок стоит упомянуть еще об одном маленьком недостатке, это нежелательное использование металлических принадлежностей при работе с силиконовыми предметами, потому что они могут повредить поверхность изделий.

Великое открытие

Производство силикона в целом является очень важным событием для человечества. Ведь этот вид материала позволил существенно сократить выработку других, более дорогих и трудоемких вещей. Он помог насытить рынок разнообразными товарами, существенно облегчившими человеческий быт. Применяя пищевой силикон для изготовления различных медицинских препаратов, человек смог улучшить достижения в области пластической хирургии и стоматологии.

Также нельзя не упомянуть о таком важном использовании силикона, как изготовление презервативов, которые превосходят латексные аналоги. Подводя итог о выше указанных данных, можно сказать, что силикон пищевого назначения является очень ценным материалом для развития всех видов промышленности в мире.

www.syl.ru

Опасен ли пищевой силикон? | Журнал Ярмарки Мастеров

Что такое пищевой силикон и с​ чем его едят?

Ни для кого не секрет, что малыши в первые годы своей жизни, познавая мир, «пробуют» его на вкус. В дело идет все, что успел ухватить ребенок, пока мама занимается домашними делами – мамины формочки для​ выпечки, папин новый ежедневник, и даже –о Боже – резиновые игрушки всеми любимого пса Рекса. Ну а если ​ Ваш малыш проходит период прорезывания зубов, испытывая при этом болезненные ощущения и непреодолимое желание «почесать» десны? Тут-то на помощь и приходят специально предназначенные для этого​ прорезыватели​ и​ ​ слингобусы, помогающие Вам пройти это непростой этап.

Идея использования​ прорезывателей не нова, однако с появлением новых материалов возрастают возможности для улучшения дизайна и увеличения функциональности грызунков (прорезывателей).

Один из материалов, который широко используется при производстве аксессуаров для малышей ​ — это​ силикон. Этот материал ​ становится все более и более популярен, но многие люди по-прежнему очень мало знают о нем.

Так что же такое силикон?​ Силикон​ – это материал, который ​ получают путем химического синтеза полимеров. По некоторым качествам силикон очень похож на резину, хотя с экологической точки зрения его уместно сравнивать только с​ натуральным каучуком, поскольку он изготавливается из природного материала — кварцевого песка или кремнезема (SiO2). Формально — это искусственный каучук с широким спектром специально созданных свойств. При надлежащем производстве пищевой силикон абсолютно инертен, то есть не вступает в реакцию с другими веществами и ничего не выделяет.

Существует 3 вида силикона:

Экологичный силикон – силикон, который используется в промышленности.

FDA-силикон (или пищевой силикон) – этот вид силикона используется при производстве игрушек и аксессуаров для детей и продукции, контактирующей с телом и едой.

Медицинский силикон – используется для производства медицинского оборудования, медицинских аксессуаров.

Бусины, которые я использую для своих работ, произведены из ​ пищевого силикона​ —​ ​ не токсичного​ и​ не содержащего ​ фталатов, что очень важно. Фталаты – это химические вещества, которые очень широко используются в промышленности для придания мягкости, прочности, гибкости и эластичности пластиковым изделиям, но при этом фталаты относят к опасным химическим веществам; накапливаясь в организме человека, они могут серьезно навредить его здоровью.​ Вред фталатов​ проявляется из-за​ их токсичности для печени и почек, репродуктивных органов, эндокринной и нервной систем.

Это значит, что Ваш ребенок может​ безопасно​ жевать прорезыватель, без угрозы повреждения как десен, так и самих бус, а мама в свою очередь может не беспокоиться за​ здоровье ребенка.

Пищевой силикон абсолютно не содержит BPA,​ жевательный,​ абсолютно​ не токсичен​ и одобрен FDA/ SGS/LFGB/CE .

Как определить​ качество​ изделий из силикона? Бусины высокого качества ​ имеют идеальную форму шара, без стыков и соединений. Также очень важна твердость. Твердость наших бусин идеальна для детских десен. Слишком мягкие бусины с трудом принимают первоначальную форму, к слишком твердым бусинам ребенок быстро потеряет интерес.

Запах также очень важен при определении качества бус. Пищевой силикон не имеет запаха.

Какими еще полезными свойствами обладает силикон? Его ​ легко очистить​ от грязи и пыли любым мылом (это может быть детское, хозяйственное или жидкое) и водой, можно мыть в посудомоечной машине; изделия с силиконом​ можно замораживатьили просто охладить, чтобы​ снять у малыша болезненные ощущения​ при прорезывании зубов;​ сочная цветовая гамма​ силиконовых подвесок и бусин способствует​ развитию цветовосприятияВашего малыша.

Помимо полезных свойств, описанных выше, также это отличный вид сенсорной​ развивающей ​ игрушки​ для ребенка и​ стильное украшение.

Если вы не удовлетворены дизайном прорезывателей, представленных в магазинах.

Хотите создать​ уникальное украшение? Заказывайте грызунки в моем магазине и вы будете приятно удивлены тем, что мы сможем создать вместе уникальный именной экземпляр, который будет только у вашего малыша.​

www.livemaster.ru

Прецизионное литьё мягким силиконом в домашних условиях, с помощью 3D-печати / Habr

Одни люди страдают от фетишизма, но другие им наслаждаются, как православные фермеры на пасху — похмельем. А почему нет? «С утра выпил — день свободен», — гласит известная поговорка. Вот и автор относится ко второму типу, наслаждаясь инженерным фетишизмом по полной программе. Но во всём нужны мера и здравый смысл.

Данная статья про то, каких успехов можно добиться при использовании «непечатных» материалов, на старенькой «Пруше», без всяких выкрутасов и специальных экструдеров. В качестве use case автор задвинулся на многодисковой системе и решил максимально увеличить плотность установки «шпинделей» с одновременным уменьшением вибраций. В борьбе за миллиметры понадобилась пара дюжин абсолютно одинаковых мелких деталей с допусками 100мкм из очень мягкого и «тянучего» материала. Впрочем, если уважаемый читатель уже забыл про HDD, как про страшный сон, вообще абстрагируйтесь от use case и обратите внимание на нюансы литья, там тоже бывает нескучно.

По мнению автора, потребительские виброгасящие решения имеют скорее психологический эффект, чем метрологический. Почему? Наверное, из-за тугой резины, передающей большую часть энергии пульсаций на корпус. Поэтому для автора было очень важно измерить результаты описанного здесь технологического процесса хоть и любительскими, но объективными средствами. Чудес не произошло, но где-то треть отыграть удалось.

Что касается силикона, его часто ассоциируют с материалом самих форм для отливки, а не отливаемым изделием. Литьё в формы вообще — дело довольно нудное занимательное, но автор в любом случае разбавляет историю инженерным трэшем для развлечения публики.

DISCLAIMER

Этой истории уже год, я мог отстать от реалий. Если кто-то из уважаемых читателей освоил прецизионную 3D-печать очень мягким материалом, милости прошу, делитесь. Наиболее интересные идеи могут воплотиться в виде врезок в статье, и, если вы читаете эту статью за пределами Geektimes, проверьте через пару недель аутентичную ссылку, где будут доступны все обновления и комментарии резидентов клуба. Если же ссылка не открывается, вероятно, не стоит и читать дальше;)
Постановка задачи

Чтобы достичь максимальной плотности размещения «шпинделей», конструкция салазки должна гарантированно удержать вибрирующий корпус диска на чём-то совсем мягком, но строго в миллиметре от твёрдого препятствия. При этом общие зазоры между дисками и стенками корзины всего порядка 4мм, и никто не отменял сами салазки, которые должны ездить строго по направляющим, а не стекать по ним в виде желе.
Традиционные подходы

Несмотря на хрестоматийность человеческого тела, появившиеся в разное время тут и там статьи о мягких материалах как-то черезчур акцентируются на отдельных его частях. Если взять разрекламированный в 2014г. экструдер Discov3ry, то, во-первых, у меня нет данных по мягкости силикона (помогайте). А во-вторых, результат «печати» вызывает лично у меня ассоциации с тюбиком зубной пасты, который художественно выдавили на кусок мыла. Да, такой точности должно хватить на воспроизведение мужского достоинства в масштабе 1:1, но у меня другая задача.
Проблематика: вибрации жёстких дисков

Раз заговорили о мужских достоинствах, перейдём к вибрациям:) Хорошо, когда единственное тело вращается со скоростью 5..7 тысяч оборотов в минуту, тогда вибрация ровная, незаметная. Но если дисков несколько, их высокие обороты слегка «гуляют» друг относительно друга, и появляется низкочастотная модуляция с периодом в одну-две секунды. Добавляем к этому оркестру вентилятор на корзине и получаем противный плавающий гул, на котором сразу же зацикливается наш слуховой аппарат. Чем быстрее вентилятор, тем агрессивнее нота.Корзина 3x3.5'' из двух 5.25''
На фото каркас 3-дисковой корзины Evercool HD-AR. Предусмотрен вентилятор 80мм. Четыре демпфера на этой корзине работают уже после интерференции (сложения) вибраций от дисков, поэтому на НЧ-модуляцию не влияют. Если честно, не представляю, на что вообще можно повлиять такой тугой резиной.
Корзина 5x3.5'' из трёх 5.25''
Слева: 5-дисковая корзина noname, на фото лежит на боку. Даёт максимальную из возможных плотность размещения накопителей 3.5", используя стандартные отсеки 5.25" в обычных корпусах «башенного» типа, с зазорами порядка 4мм с каждой стороны. Производитель не выпендривается, предлагая жёсткие пластиковые салазки, чуть-чуть подпружиненные с боков. Предусмотрен вентилятор 120мм.
Справа: «пустые» салазки, напечатанные из ABS. Ничего особенного, кроме гексагональных отверстий для вставки демпферов различной формы.
Если добавить десяток-другой дисков, к росту акустических шумов «вентиляторной» группы добавляется ещё и ощутимая паразитная вибрация, влияющая как на здоровье самих дисков, так и на комфорт окружающих людей. Производители дисков «для NAS» уже обратили внимание на эту проблему, борясь как с источниками, так и с последствиями вибраций. По крайней мере, на бумаге, ибо в первую очередь производителей волнует объём, а разбрасываться драгоценными миллиметрами радиуса всё-таки дороже, чем вкладываться в маркетинг. Но даже в брошюре речь идёт о 5-дисковых системах.

Корпус компьютера работает как сложный резонатор, подавляя одни частоты и усиливая другие. Поэтому результирующий спектр шумов системы довольно непредсказуем по своему профилю, но одинаково неприятен, и чем больше дисков, тем хуже для всех.

Вот я и решил, что проблему надо купировать в зародыше, создав виброгасящие салазки, но не кондовые из твёрдой резины, а сочетающими жёсткий пластик с очень мягкими, «тянучими» силиконовыми вставками с жёсткостью 25А по Шору. Кстати, самый мягкий термопластичный эластомер для 3D-печати имеет жёсткость по Шору порядка 85А, это так же далеко от силикона, как борцовский мат от пуховой подушки.

UPD: осторожно, отдача
Однако не стоит слишком увлекаться мягким «подвесом». Пользователь MrRIP обратил внимание на тот факт, что прецизионная (в полном смысле этого слова) механика шпиндельного диска не сильно жалует висящий режим из-за отдачи, которая возникает при позиционировании блока головок: попробуйте сами перепрыгнуть из одной лодки в другую. Но, забегая вперёд, скажу: в худшем случае силиконовые вставки добавляют порядка 2% к времени позиционирования головок от края до края, при соседнем перемещении эффект измерить практически не удаётся. Т.е. отдача имеется, но в случае с силиконовыми демпферами она не идёт ни в какое сравнение с подвесом на верёвках, подтяжках или резинках от трусов.
Ещё раз о силиконе

Силикон — удивительный материал в плане физико-химических свойств. Например, его двухкомпонентная версия с катализатором на олове или платине до вулканизации полимеризации (застывания) и по вязкости, и по липкости напоминает свежий мёд. Зато после застывания силикон очень инертен и не имеет адгезии почти ни с чем. Изделия из «платинового» силикона можно совершенно спокойно использовать на кухне, да и в медицине наверняка тоже. Эта беспредельная химическая инертность силикона порой раздражает: чтобы приклеить силиконовую деталь, её сперва надо покрыть специальной грунтовкой, обычный клей силиконы не берёт.

Используемый двухкомпонентный силикон дозируется в соотношении 10:1 с катализатором по массе. Плотности обеих жидкостей близки к единице, поэтому дозировать в нужном соотношении можно и по объёму. Тянуть «мёд» обычным шприцем неудобно, а вот безносым дозатором от жаропонижающего препарата Нувонахрен — в самый раз. Застывание занимает несколько часов, так что смешивать силикон с катализатором можно, не спеша, в небольшой чашке, лучше с круглым дном, но можно и так.

Если инструкция разрешает контакт с кожей, удобнее всего смешивать не палочкой, а собственным мизинцем: мягкие ткани хорошо собирают материал из всех закоулков посуды, для здоровой кожи силикон совершенно безвреден UPD: но работайте в перчатках, от греха подальше. До застывания материал растворяется уайт-спиритом, после — легко удаляется механически, но только с гладких поверхностей (не вытирайте об себя, запаситесь салфетками заранее). Чтобы оценить свойства материала, попробуйте отделить оставшийся на чашке тончайший слой после застывания, он тянется, но почти не рвётся.
Застывание силикона с платиновым катализатором могут ингибировать (нарушать, тормозить) разные материалы, включая сернистые, латексные, некоторые каучуки и даже дерево. Но главное то, что пластики ABS и PLA к ингибирующим застывание материалам не относятся, а значит, можно напечатать литейную форму и получить изделие из очень мягкого и инертного материала с недостижимым ранее допуском. Вот так просто: берём и отливаем дома всё, что угодно. Или не всё?

Форма для отливки мелких деталей

Обычно берут, грубо говоря, ведро силикона и смешивают его миксером с бутылкой катализатора, затем разливают по формам и запускают дегазацию, т.е. удаляют пузыри воздуха. Но чтобы лучше понять процесс заливки силикона в «групповую» литейную форму для мелких деталей, читателю предлагается представить себе загрузку пчелиного мёда обратно в соты. Да, меня так и тянет на гексагональные формы…

Обычная форма может состоять из двух половин, напечатанных ABS и сжимаемых пятью винтами с пресс-шайбами и барашковыми гайками. Если внешняя симметрия формы отличается от внутренней, рекомендуется сделать «ключ» в виде «спиленного» угла, как на процессорном сокете. Иначе можно перепутать ориентацию половин и отлить нечто неожиданное, потратив кучу времени впустую. Соприкасающиеся грани после печати рекомендуется довести до ровного состояния шлифовкой, но не стоит их парить в ацетоне. С утра вскрываем форму и достаём свеженькие демпферы, на некоторых получается тончайший, легко удаляемый «воротник», возникающий из-за неплотного контакта и особенностей дегазации, о которой ниже.

Дело о пузырьках

«Волшебными» пузырьками можно считать те, что в напитках, гидромассажных ваннах или, на худой конец, в стиральных машинах. При отливке вредность пузырьков обратно пропорциональна габаритам детали, т.е. дегазация нужна тем сильнее, чем мельче деталь. Иначе пузырь может запросто уничтожить ключевой элемент типа несущего «хоботка» демпфера толщиной пару миллиметров и длиной пять. Именно поэтому, кстати, при размешивании мизинцем даже, простите, трёхдневный ноготь создаёт пузырьки, как весло в воде. Проверено на практике, лучше остричь в ноль работать в перчатках.

Продавцы силикона на мой вопрос о способе дегазации, не моргнув глазом, рекомендовали использовать вакуумную камеру. Но вот где её взять дома, из микроволновки выпилить? Так что давление придётся использовать нормальное атмосферное, но как тогда удалить пузыри при явной нехватке выталкивающей силы? Она, кстати, пропорциональна гравитации, однако, не лететь же на Юпитер. И тут припомнилась одна история о прототипирующих металлургах, убирающих пузыри из ещё жидкого сплава в… центрифуге. Раз даже металл подчинился в мастерской, с силиконом уж всяко справимся даже в домашних условиях.

Простейшую центрифугу я собрал из цепи и балласта, который во время вращения ориентирует плоскость формы строго перпендикулярно радиусу, создавая однонаправленное кратное доминирование центробежной силы над всеми остальными. Если вращать похожую на кистень форму на метровой цепи в вертикальной плоскости, для преодоления гравитации придётся делать около 30 об/мин, что создаст «пульсирующее» от нуля до 2g ускорение. Это примерно как слетать с Плутона на Юпитер и обратно. Центробежная сила прямо пропорциональна длине цепи и квадрату частоты вращения, поэтому, увеличив цепь до полутора метров и поднатужившись до 60 об/мин, можно получить шестикратный выигрыш, т.е. примерно 1g..7g.

Для начала хватит, но есть нюанс. Когда пузырь вытолкнется, как долить на его место силикон, не разбирая форму? Это легко сделать, если предусмотреть заливные отверстия в верхней части, добавив к ним сверху технологические раковины с запасом материала. Пузырь всплывёт, содержимое раковины утечёт вниз. Но чтобы не разбрызгать силикон при столь энергичном вращении формы, я добавил к ней третий элемент: крышку.

UPD:
Сюда таки заглянули литейщики и труженики вакуума, дали мне несколько идей по вакуумной камере, заодно выписав и за «прецизионное», и за «вулканизацию силикона», и за «пресс-форму», и ещё много за что, но и дали несколько советов.
Усадка

Некоторые материалы усаживаются после застывания, но используемый мною силикон — безусадочный, так написано в инструкции.
Дегазация

Оборудование для дегазации (удаления неволшебных пузырьков) представляет собой вакуумную камеру с насосом, манометром и прочей арматурой. Пользователь hungry_ewok предложил в комментариях целый монумент из деталей пластиковой канализации сечением 300мм, вариант от dlinyj — старая скороварка. Заодно hungry_ewok и kellakilla рекомендуют кондовый ручной насос Комовского (из кабинета физики, можно приводить электромотором), а wormball, MotttoR и dlinyj предлагают использовать компрессор от старого холодильника.
Насосы любят уход и масло, не любят абразивы и агрессивные пары, могут выдавать лёгкую масляную аэровзвесь. Арматура подойдёт сантехническая. Нужная глубина вакуума зависит от вязкости материала, вакуумирование можно делать в два этапа: сперва сам материал в ведре до полного «выкипания», затем — залитая форма.
Для мелких форм достаточно шприца на 50 «кубов»: пузырьки можно убрать прямо в шприце, зажав ему «нос». Но на проливку самой формы это не повлияет, только уберёт эффект «газировки» — Igor_omsk, BigBeaver, Wandy.
ВНИМАНИЕ: В зависимости от своей космической глубины, вакуум может быть травмоопасным. Как минимум, защитные очки обязательны. Сомневаетесь — покупайте камеру для дегазации в магазине, там есть инструкция по безопасности. Будет, с кого спрашивать.
Форма

Ясное дело, что при серийном производстве очень важно оптимизировать литейную форму так, чтобы её не надо было ни крутить в центрифуге, ни трясти на вибростоле. В этом и есть настоящая, профессиональная инженерия. Однако у меня акцент на любительском подходе, для одного прототипа можно и центрифугу снарядить, она просто уберёт некоторые ошибки в форме методом грубой силы. И, кстати, «для центрифугирования имеет смысл делать круглую многоместную форму с литниками от центра». Благодарю vbifkol, rfvnhy, BigBeaver.

Ясное дело, ускорения в 7g мне показалось мало, поэтому версия 2.0 центрифуги использует малую механизацию в виде зажатой в стойке дрели с коромыслом в патроне. На 400 об/мин плечи с формой и грузиком отклоняются перпендикулярно оси вращения, описывая радиус 10см и давая почти «солнечные» 18g, выгоняющие пузыри даже из очень густого мёда.

Если деталей нужно отлить много, хорошо иметь две одинаковых по массе формы, и для дрели это будет не так вредно. Но я брал свою одну-единственной форму и снова посещал магазин крепежа, на этот раз взвешивая на глазах у озадаченных продавцов белый кусок пластика с винтами и «барашками». В итоге даже удалось задействовать грузики, совместимые с версией 1.0. Но читатель может поступить проще, отправившись в продуктовый магазин и выбрав любой твёрдоплодный овощ или фрукт подходящей массы, например, репу или кислое яблоко. Морковь неудобно зажимать болтом, но нет ничего невозможного. Впрочем, см. ниже про технику безопасности, прихватите в супермаркет и форму с крепежом, это проще и законнее, чем тащить весы домой из магазина.

Техника безопасности

Если печатать и монтировать крышку для формы лень, подумайте о том, как забрызгаете окружающую среду безвредными, но липкими каплями. Если форма маленькая, можно воспользоваться салатником соответсвующего размера, опуская в него форму прямо на стойке, тогда отдирать придётся только салатник, но лучше после застывания. Но всё-таки крышка как-то технологичнее. Я попробовал и так, и эдак.
UPD:

Внимательно изучайте документацию по безопасности, выданную отраслевым регулятором.
Даю найденные выдержки ToolDecor 15A для профессионального применения.

Краткая словесная характеристика
Малоопасная по воздействию на организм трудногорючая смесь.
8.2.1 Ограничение и контроль экспозиции на рабочем месте
Общие защитно-гигиенические мероприятия:
При работе не принимать пищу, не пить и не курить. После работы и перед едой мыть руки.
Индивидуальные средства противохимической защиты:
Защита органов дыхания
Не требуется
Защита рук
Рекомендация: Защитные перчатки из бутилкаучука, защитные перчатки с неопреновым слоем, защитные перчатки из ПВХ. Перчатки пригодны для применения до 60 мин. Выбор подходящих перчаток определяется не только материалом, но и другими качественными признаками, которые существенно различаются у разных производителей. При выборе перчаток учитывайте данные проницаемости и времени разрыва, указанные производителем.
Защита глаз
Защитные очки

Не стоит забывать о физической безопасности близких людей и окружающих предметов во время вращения грузов, своя голова и другие части тела вообще бесценны. При использовании цепи 1.0 лучше надеть на голову шлем, удалившись в помещение без окон и зеркал. Окружающих можно предупредить, но вид человека в шлеме с кистенём распугает и так. При использовании механизированной центрифуги 2.0 ни в коем случае не стоит удерживать в руках дрель с несбалансированной принадлежностью, не имея хватку Терминатора. Вообще, дисбаланс и для дрели не полезен, поэтому уравновешивать надо, хотя бы приблизительно. Я прочно крепил дрель в стойке, стойку крепил к столу струбцинами, а во время запусков прятался за экраном из плиты ДСП 16мм, держа собственные чресла поближе к… тискам, в которых зажата эта самая плита. А не то, что подумали некоторые читатели: тиски насквозь не пробить, за ними самое безопасное место.

Если уважаемый читатель когда-нибудь менял патрон на дрели, то наверняка обращал внимание на болт с левой резьбой. К счастью, я вовремя вспомнил про данную особенность, и самопроизвольное отделение вращающегося коромысла удалось предотвратить. К тому моменту болт с правой резьбой от «прямого» хода дрели уже достаточно ослаб, чтобы центрифуга начала подозрительно игнорировать команды увеличения оборотов. Экран не пригодился, но, случись чего, был бы очень к месту. Если зажимаете в патроне болт с правой резьбой и крепите на нём что-либо гайкой, реверсный режим дрели обязателен, иначе гайка отвернётся, груз сорвётся и улетит куда-нибудь. Берегите болты, дорогие друзья;)

Сопромат

Подкованный инженер, конечно, возьмёт профессиональную САПР и по жёсткости материала смоделирует оптимальную для заданного «прогибания» форму. Настоящий ниндзя просто вспомнит сопромат и посчитает всё на листке бумажки. Однако частью условий эксперимента было использование бесплатного софта, практическим сопроматом я не владею. Поэтому конкретный вид демпферов пришлось подбирать экспериментально, напечатав пробную форму демпферов разной формы. Затем они поочерёдно крепились на салазке (на этой фазе обошлось без клея, шестигранники отлично себя зарекомендовали). На зажатую в тисках демпферами кверху салазку аккуратно «надевался» дисковый накопитель, придерживаемый пальцами, после чего изучалась реакция на статическую массу. Другими словами, я решил задачку по сопромату методом прямого физического моделирования, простите за невежество, дорогие читатели.Как это было
Опытным путём были выбраны те демпферы, что после прогибания оставили один миллиметр запаса до твёрдого пластика. Затем форма корректировалась и печаталась заново. Отлив, наконец, первую партию демпферов, я закрепил их в напечатанных салазках, используя… «моментальный» цианоакрилатный клей. Он, конечно, плохо подходит для гибкого силикона и не очень-то любит нагрев, но специальной грунтовки под рукой не было, ЦА держит хоть как-то.
Измерение эффективности

DISCLAIMER: автор отдаёт себе отчёт в том, что измерял не вибрации корзины, а вибрации кое-как закреплённого на ней смартфона, с ограничениями акселерометра и частичной потерей энергии пульсаций. Во время эксперимента ни одного смартфона не пострадало: носишь аппарат пару лет без всяких проблем, но стоит отдать его «во временное пользование», экран разбивают за неделю гарантированно…

Итак, смартфон выбирался по массе: не новый с экраном лопатой, а лёгкий старенький Samsung S3 Mini, чтобы не глушить колебания. Крышка снималась, чтобы не пружинила. Изрядная возня была с закреплением аппарата на 5-дисковой корзине с помощью алюминиевых полос и пачки резинок для банкнот. Из приложений я остановился на VibSensor: раскладка по осям, регулируемый период осреднения, графический спектр, сохранение результатов — всё, что надо для таких экспериментов. Работать с экраном, зажатым пластиной — отдельное искусство.

Но возникла метрологическая проблема: даже осреднённые на нескольких минутах результаты виброметра гуляли просто неприлично по непонятным причинам. Как вам такой ряд: 36, 35, 31, 28; или, например, 51, 42, 68, 61. Другой бы плюнул и посчитал по какому-нибудь среднему, но я вспомнил про наличие термокалибровки в дисках, которая происходит в самый неожиданный момент, по звуку напоминая интенсивную работу головками. И когда c помощью smartctl удалось заставить всех пятерых участников эксперимента одновременно проходить бесконечный тест поверхности, получились уже 25, 25, 26, 25, 28, 27 или 18, 18, 17, 17, 19, 17, 19. Это достаточно кучно, чтобы можно было хоть о чём-то говорить.

Не буду приводить таблицы, только безразмерные результаты по достаточно пёстрой компании из моделей 5-летней, 10-летней давности и современников. Примем, что диски не расслабляются лёжа плашмя, но трудятся в стойке «на боку», осью вращения шпинделя параллельно горизонту. Каждый такой диск при работе подпрыгивает вверх-вниз и ёрзает взад-вперёд от вращений блинов, а также болтается влево-вправо от перемещения блока головок внутри. При использовании виброгасящих демпферов закреплённый смартфон массой 110г получает в два раза меньше энергии от подпрыгиваний по сравнению с жёсткими салазками, а от ёрзаний и болтаний достаётся ещё меньше примерно по 20%. Почему? Потому что гравитация создаёт более прочный канал передачи энергии пульсаций между телами. Другими словами, при прочих равных выигрыш от коврика на полу получается больше, чем от мягких стен.

Много это или мало? Тактильно на одной лишь корзине этого не понять, но стоит корзину установить в корпус, субъективно разница уже ощущается даже на 5 дисках. Однако я хочу напомнить, что основная моя цель — демонстрация технологического процесса, да и 5 дисками я ограничиваться не собирался;)

Выводы

  • «Напечатать» непечатаемое — отличная гимнастика для инженерной смекалки.
  • Эффективность виброгасящих решений должна подтверждаться объективными измерениями, а не базироваться только на субъективных оценках «хуже/лучше».
  • Для дегазации вместо вакуумной камеры можно использовать центрифугу, «проливающую» мелкие и сложные элементы деталей.
  • Описанный технологический процесс весьма доступен и применим не только к сочетанию силикона и ABS-пластика.
  • Ограничивающим фактором, помимо трудоёмкости, являются габариты печати.
  • Сочетание инертности силикона и точности 3D-принтера открывает новые ниши в таких областях, как телемедицина и прототипирование сложных изделий.

habr.com


Смотрите также

   
 
Карта сайта, XML.