はじめに
シリコーンゴムがなぜ多くの産業で広く使われているのか、不思議に思ったことはないだろうか。キッチンの小道具から医療機器まで、この柔軟で耐久性のある素材はどこにでもありますが、その理由をご存知ですか？この記事では、シリコーンゴムのユニークな特性を明らかにし、なぜシリコーンゴムが多くの用途に使用されるようになったのかを探ります。
シリコーンゴムとは何か？
シリコーンゴムは 合成エラストマー ケイ素、酸素、炭素、水素を含むポリマーであるシリコーンから作られている。 その優れた耐熱性、耐久性、柔軟性、無毒性により、医療機器、食品加工機器、自動車部品、電気絶縁、過酷な産業環境での使用に最適です。
ゴムとシリコーンゴムの違い
天然ゴム
天然ゴムとシリコーンゴムはどちらも弾性のある素材ですが、応力や環境暴露に対する挙動は異なります。シリコーンゴムは、耐候性、紫外線、極端な温度への耐性に優れており、窓やドアのシールのような屋外用途に最適です。対照的に、天然ゴムはこれらの同じ条件の下ですぐに悪化する。シリコーンはまたより広い温度較差を渡って適用範囲が広く、普通-55°Cから300°Cまで、一方天然ゴムは極度な条件の伸縮性を失う。シリコーンの化学inertnessはそれに医学、食品等級および電気適用のための安全性をするが、天然ゴムは簡単な、屋内使用に適する。
シリコーンゴムの弱点
多くの利点があるにもかかわらず、シリコーンゴムには限界がある。主な欠点は、天然ゴムや他の合成エラストマーに比べて引き裂き強度が比較的低いことです。通常の条件下では柔軟性と耐久性に優れていますが、高い張力、鋭いエッジ、または機械的な粗い摩耗の下では破れたり穴が開いたりする可能性があります。高負荷のかかる用途では、メーカーはしばしばシリコーンゴムを布で補強したり、特殊な配合を使用したりして、引裂強度を向上させています。
シリコーンゴムの5つの主要特性
シリコーンゴムは、その優れた物理的特性で支持されています。シリコーンゴムを際立たせる5つの主な特徴を紹介しよう：
- 低熱伝導率 - 電子機器や電化製品の絶縁に最適。
- 低い化学反応性 - 過酷な化学環境でも安定
- 低毒性 - 食品用、医療用としても安全。
- 熱安定性 - 100℃から250℃まで柔軟性と強度を維持。
- 撥水性 - 水密シールを形成し、湿気やカビに強い。
これらの特性により、シリコーンゴムは過酷な条件下での安全性、安定性、信頼性が要求される産業で選ばれる材料となっている。
シリコーンゴムの耐久性
シリコーンゴムは耐久性に優れ、厳しい条件下では他の多くのエラストマーよりも長持ちします。特に、老化、紫外線、オゾン暴露、極端な温度に対して耐性があり、他の材料では急速に劣化することがよくあります。実用的な用途では、シリコーンゴム製品は、特定の環境や用途にもよりますが、15年から20年、あるいは数十年にわたってその機能特性を維持することができます。シリコーンゴムは環境中で分解するのに50年から500年かかると言われていますが、屋外、医療、工業用途での実際の耐用年数は一般的にもっと短くなります。この耐久性と安定性の組み合わせにより、シリコーンゴムは長期の屋外使用、医療用インプラント、自動車や航空宇宙産業における重要な部品に最適な選択肢となります。
シリコーンゴムの産業と用途
シリコーンゴムは幅広い分野で使用されている。 産業.で 自動車 用途としては、シール、ガスケット、エンジン部品に利用されている。用途 メディカル 分野では、その生体適合性からチューブ、カテーテル、インプラントに使用されている。その 飲食料品 業界では、衛生的なチューブやベークウェアにシリコーンが使われている。また 建設 耐候性と エレクトロニクス シリコーンゴムは、繊細な部品を絶縁するために使用されます。シリコーンゴムは、柔軟性を保ちながら過酷な条件にも耐えることができるため、エンジニアや設計者にとって、性能が最も重要な場合によく使用される材料です。
拡大する シリコーン部品の製造プロセスとは？
シリコーンゴムの機械的特性
シリコーンゴムは、広い温度範囲にわたって柔軟性と強度を兼ね備えています。それは優秀な自慢である 伸び破断前に700%まで伸びる（配合による）。また 圧縮永久歪み抵抗つまり、圧力で変形しても元の形状に戻る。一方 張力 (通常5～10MPa）は他のゴムほど高くないが、-55℃から300℃までの温度範囲で性能を発揮する能力は比類ない。さらに 制振 の特性は、繊細な電子機器に理想的です。過酷な条件下での機械的信頼性には、シリコーンゴムが最適な場合が多い。
シリコーンゴムの構造
分子レベルでは、シリコーンゴムには シロキサン骨格 - ケイ素（Si）と酸素（O）原子が交互に並び、メチルやフェニルなどの有機側鎖基が結合している。このSi-O-Si鎖がシリコーンゴムに独特の柔軟性、熱安定性、耐薬品性を与えている。炭素-炭素のバックボーンを持つ有機ゴムとは異なり、シリコーンの無機構造は過酷な環境においてより堅牢である。シリコーンの特性は、低温性能を高めるためにフェニル基を使用したり、耐薬品性を高めるためにフッ素基を使用するなど、側鎖を変えることによっても変更することができる。
液状シリコーンゴム（LSR）：特殊なタイプ
液状シリコーンゴム（LSR） は、圧縮成形ではなく射出成形された特殊なシリコーンです。2液性で、加熱すると素早く硬化して柔軟なエラストマーになる。LSRの特徴 高精度, 速い生産サイクルそして 優れた純度に最適である。 医療機器, ベビー用品そして ウェアラブル・テクノロジー.LSRは、耐熱性や生体適合性などの標準的なシリコーン特性を維持しながら、より優れた一貫性と表面仕上げを実現しています。その効率性と拡張性により、LSRは高性能ゴム部品の素材として選ばれるようになってきています。
シリコーンゴムのコスト
シリコーンゴムは一般的に、天然ゴムや基本的な合成ゴムよりも高価であるが、これは主に原材料費が高く、製造工程が複雑なためである。シリコーンゴムの価格は、グレード、形状、供給業者によって異なるが、通常1kgあたり約$5～$30の範囲である。高純度の医療用シリコーンやフッ素シリコーンなどの特殊なタイプは、この範囲の上限かそれ以上の価格で販売されています。初期費用は高くなりますが、シリコーンゴムの優れた耐久性、極端な温度への耐性、最小限のメンテナンス要件により、製品のライフサイクル、特に要求の厳しい用途や長期的な用途では、費用対効果が高くなります。
結論
シリコーンゴムは、柔軟性、耐久性、過酷な条件下での耐性を兼ね備えているため、さまざまな産業で不可欠な素材となっています。電子機器の設計、高性能エンジンの製造、食品に安全な製品の製造など、シリコーンゴムは信頼性の高いソリューションを提供します。
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参考文献
