सिलिकॉन उत्पादों में दरारें आने के कारण?

सिलिकॉन उत्पाद क्यों फटते हैं? सिलिकॉन उत्पादों का व्यापक रूप से चिकित्सा, इलेक्ट्रॉनिक, बरतन, मातृ एवं शिशु देखभाल क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, क्योंकि इनमें उत्कृष्ट लोच, तापमान प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता होती है। हालाँकि, वास्तविक उपयोग या उत्पादन प्रक्रियाओं में, सिलिकॉन उत्पादों में दरारें समय-समय पर आती रहती हैं, जो न केवल उत्पाद के प्रदर्शन को प्रभावित करती हैं, बल्कि सुरक्षा खतरे भी पैदा कर सकती हैं। हम चार आयामों से सिलिकॉन उत्पादों में दरार पड़ने के मुख्य कारणों का गहराई से विश्लेषण करेंगे: कच्चे माल की गुणवत्ता, उत्पादन प्रक्रिया, उपयोग का वातावरण और डिज़ाइन संरचना, जो उद्योग के चिकित्सकों और उपभोक्ताओं के लिए वैज्ञानिक संदर्भ प्रदान करते हैं।

1. कच्चे माल की गुणवत्ता: घटिया रबर सामग्री के "जन्मजात दोष"
सिलिकॉन उत्पादों का प्रदर्शन सीधे तौर पर कच्चे माल की गुणवत्ता पर निर्भर करता है। यदि पुनर्नवीनीकरण सामग्री, डोप्ड सिलिकॉन पाउडर या कम शुद्धता वाले सिलिका जेल का उपयोग किया जाता है, तो इसके परिणामस्वरूप उत्पाद की आंसू शक्ति अपर्याप्त होगी, और मामूली बाहरी बल के तहत दरारें दिखाई देंगी। उदाहरण के लिए, कुछ निर्माता लागत कम करने के लिए चिपकने वाले में बड़ी मात्रा में सिलिकॉन पाउडर मिलाते हैं, जिससे वे सामग्रियां जो मूल रूप से आंसू शक्ति मानकों को पूरा नहीं करती थीं, अधिक भंगुर हो जाती हैं। इसके अतिरिक्त, यदि रबर सामग्री के मिश्रण की प्रक्रिया के दौरान बुलबुले या अशुद्धियों को पूरी तरह से समाप्त नहीं किया जाता है, तो उत्पाद के अंदर तनाव संकेंद्रण बिंदु भी बन जाएंगे, जो दरार के लिए "फ्यूज" बन जाएंगे।
मुख्य संकेतक: उच्च गुणवत्ता वाले सिलिकॉन की आंसू शक्ति ≥ 30kN/m होनी चाहिए, तन्य शक्ति ≥ 8MPa होनी चाहिए, और इसे FDA और LFGB जैसे खाद्य ग्रेड प्रमाणपत्रों को पास करना होगा। यदि रबर सामग्री को बहुत लंबे समय तक संग्रहीत किया जाता है या सील नहीं किया जाता है, तो यह ऑक्सीकरण के कारण प्रदर्शन में गिरावट का कारण भी बन सकता है, जिससे दरार का खतरा और बढ़ जाता है।
2. उत्पादन प्रक्रिया: तापमान और समय के बीच सूक्ष्म संतुलन
सिलिकॉन उत्पादों के उत्पादन में मिश्रण, वल्कनीकरण और डिमोल्डिंग जैसी कई प्रक्रियाएँ शामिल हैं, और किसी भी कड़ी में कोई भी विचलन दरार का कारण बन सकता है:
अनियंत्रित वल्कनीकरण प्रक्रिया: अत्यधिक वल्कनीकरण तापमान या समय सिलिकॉन आणविक श्रृंखलाओं के अत्यधिक क्रॉस-लिंकिंग का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप भंगुर उत्पाद बनते हैं; इसके विपरीत, अपर्याप्त वल्कनीकरण के परिणामस्वरूप रबर सामग्री का अधूरा इलाज होगा और डिमोल्डिंग के दौरान आसानी से फटना होगा। उदाहरण के लिए, एक प्रयोग से पता चला कि जब वल्कनीकरण तापमान 180 ℃ से 200 ℃ तक बढ़ा, तो उत्पाद की दरार दर 40% बढ़ गई।
मोल्ड डिज़ाइन दोष: अनुचित मोल्ड संरचना (जैसे गोल कोने और असमान दीवार की मोटाई) सिलिकॉन प्रवाह में बाधा उत्पन्न कर सकती है, जिसके परिणामस्वरूप पतली दीवारों पर तनाव संकेंद्रण होता है। इसके अतिरिक्त, खुरदरी या गंदी मोल्ड सतहें डिमोल्डिंग में बाधा डाल सकती हैं, और जबरदस्ती छीलने से उत्पाद आसानी से तनावग्रस्त हो सकता है।
अनुचित डिमोल्डिंग ऑपरेशन: डिमोल्डिंग एजेंट का अत्यधिक उपयोग या खुरदरे हैंडलिंग तकनीकों (जैसे तेज उपकरणों से प्रहार करना) सीधे सिलिकॉन की सतह को खरोंच सकता है, जिससे सूक्ष्म दरारें बनती हैं जो लंबे समय तक उपयोग के साथ धीरे-धीरे फैलती हैं।
अनुकूलन दिशा: खंडित वल्कनीकरण प्रक्रिया अपनाएं, पहले कम तापमान पर पूर्व वल्कनीकरण और फिर उच्च तापमान पर आकार देना; मोल्ड की सतह पर हार्ड क्रोमियम चढ़ाना या PTFE कोटिंग का छिड़काव करें ताकि घर्षण गुणांक कम हो सके; डिमोल्डिंग के दौरान संपीड़ित हवा सहायता या सिलिकॉन विशेष डिमोल्डिंग टूल का उपयोग करें।

3. डिज़ाइन संरचना: तनाव वितरण का "अदृश्य हत्यारा"
दरार को रोकने के लिए उत्पाद डिज़ाइन चरण के दौरान संरचनात्मक अनुकूलन महत्वपूर्ण है:
असमान दीवार की मोटाई: मोटाई और पतलेपन के बीच संक्रमण पर तनाव संकेंद्रण होने की संभावना होती है, और चिकनी संक्रमण के लिए R-कोण डिज़ाइन (कोने का त्रिज्या ≥ 0.5mm) या क्रमिक दीवार की मोटाई का उपयोग करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन बरतन के एक निश्चित ब्रांड ने बर्तन के हैंडल और बर्तन के शरीर के बीच के कनेक्शन पर दीवार की मोटाई को 2 मिमी से 5 मिमी तक धीरे-धीरे बढ़ाया, जिसके परिणामस्वरूप दरार शिकायत दर में 75% की कमी आई।
कार्यात्मक अंतर: पेंच या बकल स्थापित करने के लिए डिज़ाइन किए गए खांचे और छेद संरचनात्मक शक्ति को कमजोर करेंगे और सुदृढीकरण पसलियों या स्थानीय मोटापे को जोड़कर इसकी भरपाई करने की आवश्यकता है। एक निश्चित चिकित्सा ग्रेड सिलिकॉन कैथेटर जोड़ पर एक लहरदार सुदृढीकरण संरचना को अपनाता है, जो सम्मिलन और हटाने के दौरान तनाव को प्रभावी ढंग से फैलाता है।
गतिशील विरूपण डिज़ाइन: उन उत्पादों के लिए जिन्हें बार-बार झुकने की आवश्यकता होती है (जैसे सिलिकॉन डेटा केबल), विरूपण प्रक्रिया को सामग्री वितरण और क्रॉस-अनुभागीय आकार को अनुकूलित करने के लिए परिमित तत्व विश्लेषण के माध्यम से अनुकरण करने की आवश्यकता होती है। एक निश्चित प्रयोग से पता चला कि डेटा लाइन के क्रॉस-सेक्शन को गोलाकार से D-आकार में बदलने से इसकी झुकने की उम्र 10000 बार से बढ़कर 50000 बार हो गई।

उच्च शक्ति और दृढ़ता की ओर सिलिकॉन सामग्री के विकास के साथ (जैसे फ्लोरोसिलिकॉन और फेनिल सिलिकॉन का अनुप्रयोग), भविष्य में दरार की समस्याएँ और कम हो जाएंगी। लेकिन चाहे तकनीक कितनी भी उन्नत क्यों न हो, वैज्ञानिक सिद्धांतों और प्रक्रिया विशिष्टताओं का पालन करना हमेशा सिलिकॉन उत्पादों की गुणवत्ता सुनिश्चित करने का मुख्य नियम है।