У такіх сектарах, як бытавая электроніка, вытворчасць аўтамабіляў, вонкавае абсталяванне і медыцынскія прыборы, рэйтынгі абароны прадуктаў сталі крытычна важнымі эталонамі прадукцыйнасці. Сярод іх IP67-шырока прыняты стандарт абароны-патрабуе ад прадуктаў поўнай пылаўстойлівасці і кароткачасовай абароны ад апускання ў ваду. Выкананне гэтага стандарту абапіраецца на высокаэфектыўныя ўшчыльняючыя матэрыялы. Сіліконавая пена з яе унікальнымі фізіка-хімічнымі ўласцівасцямі вылучаецца як ідэальны выбар для дасягнення ступені абароны IP67.
一, Аналіз узроўню абароны IP67
Рэйтынг IP (Ingress Protection), устаноўлены Міжнароднай электратэхнічнай камісіяй (IEC 60529), вызначае ахоўную здольнасць карпусоў электрычнага абсталявання ад траплення цвёрдых старонніх прадметаў і вадкасці.
Першая лічба "6": уяўляе самы высокі ўзровень абароны ад пылу, цалкам прадухіляючы трапленне пылу.
Другая лічба "7": паказвае, што яго можна ненадоўга пагрузіць у ваду глыбінёй да 1 метра (звычайна на 30 хвілін), не пацярпеўшы ад гэтага.
Каб атрымаць рэйтынг IP67, неабходна вырашыць дзве асноўныя праблемы: дасягненне поўнай герметызацыі мікраскапічных пор і аднаўленне іх першапачатковай формы пад ціскам вады.
2, Навуковыя ўласцівасці сіліконавых успененых матэрыялаў
1. Мікраструктурныя перавагі
Сіліконавы ўспенены матэрыял утвараецца шляхам хімічнага або фізічнага працэсу ўспеньвання з сіліконавай гумай у якасці матрыцы і змяшчае раўнамерна закрытыя пары.
Каэфіцыент закрытых пор можа дасягаць больш за 95%: незалежная закрытая структура пор эфектыўна блакуе шлях пранікнення вады і газу
Кантраляваная дыяфрагма: рэгуляванне працэсу забяспечвае дыяпазон дыяфрагмы 50-500 мкм для задавальнення розных патрабаванняў да ўшчыльнення.
Трох{0}}мерная сеткавая структура: сілаксанавая магістраль і арганічныя бакавыя групы ўтвараюць эластычную сетку для забеспячэння структурнай стабільнасці
2. Асноўныя фізічныя параметры ўласцівасці
| Індэкс прадукцыйнасці | Тыповы дыяпазон | Уклад у прадукцыйнасць IP67 |
| Хуткасць дэфармацыі пры сціску | 5-20% (70 градусаў × 22 гадзіны) | працяглы-ціск утрымання Хуткасць дэфармацыі пры сціску |
| Хуткасць адскоку | Больш або роўна 90% | для шматразовай разборкі і зборкі |
| Шчыльнасць | 0,3-0,8 г/см*3 | Баланс паміж лёгкім і герметычным |
| Хуткасць закрыцця пары | Больш або роўна 95% | перакрыць канал пранікнення вадкасці |
| Дэфармацыя сілы сціску | 0,02-0,2 МПа (сціск 25%) | забяспечвае бесперапынную сілу ўшчыльнення |
3. Экалагічная адаптыўнасць
Тэмпературная ўстойлівасць: захоўвае эластычнасць ад -60 градусаў да 200 градусаў (звычайныя пенапласты, як правіла, становяцца далікатнымі пры нізкіх тэмпературах)
Хімічная інертнасць: устойлівасць да азону, ультрафіялету, слабых кіслот і слабых шчолачаў, пазбяганне разбурэння ўшчыльнення, выкліканага працяглым-старэннем
Невялікая пастаянная дэфармацыя: можа аднаўляцца да зыходнай формы пры працяглым-сцісканні, пазбягаць парушэння ўшчыльнення з-за паслаблення напружання
3, Інжынерны механізм рэалізацыі герметызацыі IP67
1. Механізм ушчыльнення інтэрфейсу Калі сіліконавы пенапласт сціснуты і ўсталяваны паміж корпусам і вечкам:
Працэс герметызацыі: 1. Першапачатковае сцісканне (звычайна 25-40%) → Дэфармацыя структуры бурбалкі 2. Павелічэнне плошчы кантакту паміж сценкамі бурбалкі → Фарміраванне бесперапыннай герметызацыйнай паверхні 3. Бесперапынная пругкая аднаўляючая сіла → Кампенсацыя вытворчых допускаў і цеплавога пашырэння/сціскання 4. Цэласнасць замкнёнай-структуры ячэек → Адсутнасць адукацыі скразнога канала нават пад ціскам
Мадэль устойлівасці да ціску вады на глыбіні 1 м (пры гідрастатычным ціску каля 9,8 кПа): аднаўляючая сіла пругкага цела большая, чым сіла пранікальнасці ціску вады. Эфект павярхоўнай энергіі: павярхоўная энергія силикагеля (каля 24 мН/м) ніжэй, чым павярхоўнае нацяжэнне вады (72 мН/м), утвараючы гідрафобны бар'ер. Баланс поравага ціску: ціск газу ў закрытай поры можа часткова кампенсаваць знешні ціск вады.
3. Пыланепранікальны-механізм Устойлівасць матэрыялу: Заўсёды запаўняе зборачную шчыліну, не пакідаючы канала для пранікнення пылу. Адгезія да паверхні: мікра-адгезіўная паверхня сілікону можа адсарбаваць драбнюткія часціцы. Няма рассыпання валакна: у адрозненне ад ушчыльняючых-матэрыялаў на аснове валакна, ён не стварае сама-забруджванняў
4. Ключавыя моманты ў дызайне прыкладання
1. Адпаведнасць канструкцыі структуры
Разлік ступені сціску: аптымальная каэфіцыент сціску павінна вызначацца ў адпаведнасці з крывой напружання сціску-дэфармацыі матэрыялу.
Канструкцыя канаўкі: рэкамендуемая шырыня на 10-15% большая за дыяметр матэрыялу, а глыбіня на 20-30% менш (для стварэння ўмеранага сціску).
Апрацоўка вуглоў: выкарыстоўвайце бесперапынную экструзію або -высечку, каб пазбегнуць зазораў пры зрошчванні
2. Крытэрыі адбору матэрыялу
Сцэнар прымянення Выбар шчыльнасці Дыяпазон цвёрдасці Асаблівыя патрабаванні
Бытавая электроніка 0,4-0,6 г/см*3 10-30 Shore C З нізкім утрыманнем лятучых рэчываў (супрацьзапацяванне)
Аўтамабільная электроніка 0,5-0,7 г/см*3 20-40 Shore C Масла- і тэрмаўстойлівая
Вонкавае асвятленне 0,6-0,8 г/см*3 30-50 Shore C Палепшаная ўстойлівасць да ультрафіялету
3. Меры прафілактыкі адмовы
Тэст на ўстойлівую дэфармацыю пры сціску: праверка доўгатэрміновай -прадукцыйнасці ўшчыльнення ў адпаведнасці з ASTM D395
Мадэляванне тэрмічнага старэння: змяненне прадукцыйнасці за 1000 гадзін пры тэмпературы 85 градусаў / адноснай вільготнасці 85%
Тэст на халодны і цеплавы ўдар: тэст на адгезію інтэрфейсу пры тэмпературы ад -40 да 85 градусаў
5, Метады тэсціравання і праверкі
Каб пераканацца, што сіліконавы пенапласт адпавядае патрабаванням IP67 у практычных прымяненнях, рэкамендуецца наступная працэдура праверкі:
Выпрабаванні ўзроўню -матэрыялу: аналіз сітаватасці (SEM назіранне за хуткасцю закрытай-ячэйкі) / выпрабаванне на паслабленне напружання пры сціску (ASTM D395, метад B) / выпрабаванне на прапусканне вадзяной пары (ASTM E96)
Тэсты-ўзроўню кампанентаў: Тэст на зніжэнне сілы сціску (імітацыя 5 гадоў выкарыстання)/тэст вугла змочвання інтэрфейсу (праверка гідрафобнасці)/тэст адскоку сціску пасля змены тэмпературы
Тэставанне-ўзроўню сістэмы: выпрабаванне на герметычнасць метадам паніжэння ціску (адчувальнасць да 0,01 Па), стандартнае выпрабаванне IP67 апусканнем у ваду (апусканне на 1 метр на 30 хвілін) і выпрабаванне ў пылаахоўнай камеры (8-гадзіннае бесперапыннае ўздзеянне пылу).