Minimera risken för spänningssprickor vid limning

Vilka plaster kan vara känsliga för spänningssprickor vid limning?

Plaster så som PC, PS, PSU, PMMA och i viss mån också ABS är så kallade amorfa plaster. Dessa är förhållandevis lätta att limma men tyvärr är det också lätt hänt att det uppstår spänningssprickor i plasten – den kan stresskrackelera. Andra plaster som exempelvis PE och PP som är semi-kristallina har mindre sådana tendenser men är däremot mycket svåra att limma.

Det spelar ju ingen roll hur bra och stark limfog vi lyckats åstadkomma om limmet får plasten att gå sönder…

Varför sker stresskrackelering?

När kraft appliceras på en plast, färdas den längs plastens polymerkedjor och dessa sträcks ut till dess att plasten deformeras och polymerkedjor går av. Det vill säga, att lägger du på tillräckligt med kraft så kommer plasten att gå sönder. Stresskrackelering innebär att bildningarna mellan polymererna och inte polymererna själva går av. Detta kräver ofta en mycket mindre belastning än själva styrkan på plasten. Med belastning och tid, inte sällan med tillägg av kemikalier eller temperatur, så sker stresskrackelering, eller spänningssprickor som detta fenomen ofta kallas. När en spricka väl har bildats, sprider den sig lätt.

Faktorer som påverkar stresskrackelering

  • Tid
  • Temperatur
  • Plastsort
  • Limtyp
  • Typ av belastning
  • Närvaro av övriga kemikalier (t.ex. rengöringsmedel och mjukgörare)

Att tänka på för att undvika spänningssprickor vid limning

När du applicerar ett lim på en plast så kan denna räknas som en kemikalie. Även under förbehandlingssteg innan limning kan plasten komma i kontakt med olika kemikalier. Här kommer några tips på hur du kan tänka för att minska risken för stresskrackelering vid limningsprocesser.

Rengöring och kemikalier

Vid limning av känsliga plaster är det bra att tänka på att undvika alltför tuff rengöring och se till att den inte gör plasten känsligare för spänningssprickor. Aceton är ett exempel på ett lösningsmedel som du bör undvika att rengöra plaster som är känsliga för spänningssprickor med. Även iso-propanol som i de flesta fall brukar vara mildare, kan ge upphov till spänningar i kombination med andra riskfaktorer så som belastning. Ett bra exempel är polykarbonat (PC) med hål i som gärna spricker vid hålet om du rengör med isopropanol. Prova istället att rengöra med diskmedel och vatten.

Vid användning av en primer är det också bra att hålla ett vaksamt öga på vilket eller vilka lösningsmedel den innehåller.

Alla kemikalier kanske du inte tänker på heller. Vissa kemikalier kan färdas från ett substrat till ett annat genom limmet. Ett exempel är vid limning av PVC mot PS (polystyren). PVC innehåller stora mängder mjukgörare som kan vandra över till polystyrenen. Tillsätter du värme går det ännu snabbare.

Undvik lång kontakt med ohärdat lim

Det finns många UV-lim som har god vidhäftning till amorfa plaster. UV-lim har den stora fördelen att de kan härdas precis när du vill (alltså när du belyser det med en UV-lampa). Det är dock en god idé att undvika att vänta för länge när du jobbar med en plast som är känslig för stresskrackelering.

Cyanoakrylat-lim gör också ett bra jobb när det gäller att limma amorfa plaster. För cyanoakrylat är det lämpligt att använda så lite lim som möjligt. En tunnare fog härdar snabbare och desto mindre tid har det ohärdade limmet på sig att påverka plasten negativt. Om du måste ha ett överskott av lim så prova att använda en aktivator så som Permabond CSA-NF för att snabba på härdningen.

Fogutformning och fogtjocklek

Om möjligt, försök designa fogen så att den utsätts för kompression (tryck) istället för skjuvning. Undvik också att använda dig av presspassning så att det läggs på ytterligare spänning på plasten. Låt istället limmet göra sitt jobb och fylla ut eventuella mellanrum. Titta på limmets tekniska datablad och se till att du inte överstiger den rekommenderade maximala fogtjockleken.

Vid val av lim så är ett tips att ett flexibelt lim kan absorbera mer spänningar än ett styvt lim.

Du kan också fundera över att försöka distribuera spänning över en större yta. Redan genom att välja lim till fördel för exempelvis en skruv har du kommit bra en bit på vägen!

Spänningssprickor orsakade av skruv i skruvhål i en amorf plast.

Är du nyfiken på mer information om hur du kan minimera risken för spänningssprickor vid limning eller vilka produkter du ska använda? Hör av dig till oss!

Hur kan jag limma polyamid (PA, Nylon)?

Polyamid, PA, eller Nylon, är en relativt mjuk termoplast som används i många applikationer inom många olika typer av industrier. Ofta finns speciella formuleringar av plasten tillgängliga som till exempel hög slipprighet, flexibilitet eller brandsäkra sorter. Nylon är ofta glasfyllt för att ge extra styrka och styvhet. Dess smältpunkt är hög vilket gör den populär inom tekniska applikationer. Som med alla plaster krävs en vis eftertanke när det gäller att välja lim till polyamid.

Nylons limbarhet

Polyamid kan ibland vara svårt att limma på grund av att de innehåller friktionssänkande additiv som gör att de känns feta. Även rengöring av ytan med lösningsmedel kommer att ge liten effekt på detta problem då additivet kontinuerligt migrerar upp till ytan. Vid behov kan Nylon-plasten torkas i ugn vid 60 grader i flera timmar eller över natten för att minska dessa problem. Polyamid kan vara lite lurigt på så sätt att vissa formuleringar är enkla att limma medan andra är betydligt svårare. Tänk också på att utformningen av fogen kommer att spela stor roll för resultatet.

Förbehandling inför limning av polyamid

Som alltid när det gäller limning, så är rengöring ett bra första steg för att få bort eventuella smörjmedel från plasttillverkningen, damm, fett och smuts. Iso-propanol passar bra för rengöring av PA.

Slipning, till exempel med slippapper, slipnylon eller stålull hjälper också till att ge högre fogstyrka genom att den mekaniska adhesionen ökar.

Bra val av lim till polyamid / Nylon

När du väljer lim till polyamid är det inte bara att limmet ska fästa på plasten som är viktigt. Det ska också ha rätt mekaniska egenskaper och fungera i produktion också. Här kommer förlag på några olika typer av lim som brukar kunna fästa på polyamid.

Anaerobt lim till polyamid

Anaeroba lim härdar vid avsaknad av luft och används därför i instängda, tunna fogar. Antingen behöver ett av materialen limmas vara en reaktiv metall, eller så måste en aktivator användas. Denna typ av lim är ett möjligt val vid till exempel gänglåsning och tätning, men passar inte lika bra som strukturellt lim.

Cyanoakrylat

Cyanoakrylat har bra vidhäftning mot polyamid men det kan vara bra att göra accelererade åldringstester för att testa långtidshållfastheten då vissa polyamider är mer svårlimmade än andra. Cyanoakrylat fungerar bäst i tunna och mindre fogar som inte behöver ha så hög vattenresistens. Att använda cyanoakrylats-primer ger ingen fördel.

2-komponents polyuretan

2-komponents polyuretanlim är generellt bra på plast och är relativt flexibla och har hög fläkstyrka. Därför fungerar de oftast bra på Nylon. Polyuretanlim finns i många former och färger beroende på vad för egenskaper som önskas.

Akryllim

Med akryllim (inklusive MMA) får du en kombination av snabb härdning med bra vidhäftning och styrka mot de flesta typer av polyamid. Generellt är dessa styvare än polyuretanlim till exempel.

UV-lim

UV-lim kan fungera som lim till polyamid om polyamiden ska limmas mot ett genomskinligt material som kan släppa igenom UV-ljuset från en lampa. Nylon i sig släpper inte igenom UV-ljus.

Epoxi-lim

En mjukare, mer flexibel epoxi passar bra för att limma polyamid, just för att PA är ett mjukt material. Epoxilim fungerar bäst på de lite mer lättlimmade sorterna av PA (t.ex. glasfyllda).

Flexibla lim: silikon och MS-polymer

Även flexibla lim eller tätningsmedel kan vara fördelaktiga i vissa konstruktioner med polyamid. Både silikonlim och MS-polymerlim kan få goda resultat mot PA, speciellt i kombination med en primer.

Är du nyfiken på mer information om hur du kan limma polyamid eller vilka produkter du ska använda? Hör av dig!

Silikon för värmeavledning

Behovet av värmeavledning ökar i de flesta branscher där elektronik eller belysning används. Silikoner har mycket bra mekaniska, elektriska och optiska egenskaper vid höga temperaturer och finns tillgängliga med många olika egenskaper, för att passa alla typer av behov vid värmeavledning.

Värme är fienden i de flesta industrier

Värme som bildas inuti en enhet kan skapa problem och då behövs ett bra system för värmeavledning.

Inom transportsektorn förlitar sig fordon mer och mer på elektronik och kretskort för allt ifrån optimering av bränsleåtgång till framdrivning- och bromsningssäkerhet. Denna trend ser inte ut att sakta ner utan kommer driva utvecklingen framåt för högre prestanda och mer kostnadseffektiva lösningar för värmeavledning.

Inom belysning har LED tagit över mer och mer och till skillnad från konventionella lampor, har dess temperatur en direkt påverkan på pålitligheten, kvaliteten, livslängden och kostnaden för produkten. Speciellt viktigt är värmeavledning i högintensitets- och högtemperaturapplikationer.

Inom strömförsörjning hittar vi bland annat datorservrar liksom sol- och vindenergi. Med ökad elektrisk belastning och därmed högre värmeutveckling, behövs ett sätt att avleda värmen.

Även inom konsumentsektorn går trenden mot mindre och tunnare elektriska enheter vilket innebär att smartare (och tunnare) lösningar inom värmeledning också behövs.

Värmeledande silikonprodukter

Silikoner har mycket bra mekaniska, elektriska och optiska egenskaper vid höga temperaturer. De finns tillgängliga i en rad olika former, liksom viskositet, härdtider och övriga egenskaper, för att passa alla typer av behov och applikationer.

Värmeledande silikonlim

Med silikonlim fås både en stark limning och värmeledning i ett. De kan till exempel användas för att limma och täta hybridkretsar, halvledare och värmespridare. Efter härdning blir silikonlimmet både starkt och flexibelt samt har god vidhäftning till de flesta substrat så som metaller, keramer och fyllda plaster, ofta utan behov av primer.

Det finns två huvudsakliga typer av värmeledande silikonlim:

  • 1-komponents fukthärdande silikonlim ger en enkel dispensering, härdning vid rumstemperatur och låga kostnader.
  • 1- eller 2-komponents värmehärdande silikonlim ger en snabbare process.

Värmeledningsförmågan för dessa silikonlim kan uppgå i 6,8 W/mK.

Exempel på produkter: DowSil 1-4173, DowSil SE-4420

Värmeledande pastor och fett

Värmeledande pastor, och fett, definieras som icke-härdande material. En värmeledande pasta kan sprida värmen som genereras och leda bort den från känsliga komponenter på ett kretskort. Dessa produkter har hög termisk ledningsförmåga samt förmågan att kunna uppnå mycket tunna fogtjocklekar. De är relativt billiga, ger enkel applicering och går att omarbeta utan problem. För kylflänsar går det till exempel att screentrycka pastan. Silikonbaserade värmeledande pastor behåller sin konsistens även vid höga temperaturer och är speciellt lämpade i applikationer där kylflänsar behöver kunna tas loss för att sedan fästas tillbaka igen vid ett senare tillfälle.

Värmeledningsförmågan i denna grupp av silikoner kan uppgå i 4,3 W/mK.

Exempel på produkter: DowSil 340 Heat Sink Compound, DowSil TC-4525

Värmeledande elastomerer och geler

Silikonelastomerer och geler är härdande material som skyddar mot till exempel slag eller avlastar från spänningar samtidigt som de också kan vara värmeledande. Den låga viskositeten innan härdning hos dessa produkter gör det möjligt att gjuta in höga kretskortskomponenter, sköra trådar och lödförband. Det gör dessa gjutmassor speciellt passande för ingjutning av komplicerade kretskortsdesigner. Dessutom ger de superb spänningsavlastning tack vare sin mycket låga modul. Typiskt har elastomerer en hårdhet på Shore A-skalan och geler ännu mjukare på Shore 00-skalan.

Exempel på produkter: DowSil Sylgard 170, DowSil Sylgard CN-8760

Är du nyfiken på mer information om Dows sortiment av värmeledande silikoner? Hör av dig till oss!

1-komponents silikonlim och tätning

Hur fungerar fukthärdande silikonlim? 1-komponets silikonlim härdar med hjälp av luftfuktighet till skillnad från 2-komponentslim som härdar vid blandning. Limmet härdar utifrån och in vilket innebär att först så bildas ett skinn på ytan.

Hur fukthärdande 1-komponents silikonlim fungerar

1-komponents silikonlim härdar med hjälp av luftfuktighet till skillnad från 2-komponents silikonlim som härdar vid blandning. Limmet härdar utifrån och in vilket innebär att först så bildas ett skinn på ytan. Detta går relativt snabbt, på runt 10 minuter vid normal luftfuktighet, och innebär att det är den tid du har på dig att sätta ihop dina detaljer och också den tid det tar för ytan att sluta vara klibbig. Sedan fortsätter limmet att härda inåt vilket tar betydligt längre tid. En vanlig hastighet att räkna med är att silikonen härdar ungefär 2 mm per dygn, räknat från den yta som är i kontakt med luft.

Den stora fördelen med 1-komponents fukthärdande silikonlim är alltså inte hastigheten utan den enkla appliceringen.

Rent kemiskt så är det som händer under härdning att små vattenmolekyler kryper in i silikonen. Där reagerar dessa kemiskt med limmets komponenter och ger sedan ifrån sig en restprodukt. Beroende på typen av silikonlim kan denna restprodukt vara antingen ättika, alkohol, oxim, eller i mer ovanliga fall amin.

Härdningshastigheten på 1-komponents fukthärdande silikoner är direkt beroende av:

  1. Luftfuktigheten.
  2. Temperaturen.
  3. Designen och dimensionerna på fogen.

Luftfuktigheten säger sig själv, det är ju fukten (vattnet) som behövs för att en reaktion ska ske överhuvudtaget. En högre temperatur gör molekylerna i limmet mer rörliga vilket gör att de kan reagera snabbare. Höjs temperaturen för mycket, kan det dock få motsatt effekt för ett fukthärdande lim. Över gränsen som ligger ungefär vid 60 ˚C kan istället komponenter brytas ner.

Fördelar med 1-komponents silikonlim

  • Limmar, tätar och fixerar.
  • Har god vidhäftning mot de flesta material.
  • Enkel hantering. Inget blandningssteg
  • Mjuka och elastiska, även vid låga temperaturer ner till -60 eller i vissa fall till -100 ˚C.
  • Hög värmebeständighet, ofta mellan 200 ˚C till 300 ˚C under längre perioder.
  • Innehåller inga lösningsmedel och har oftast en bra arbetsmiljöklassning.
  • Hög kemikaliebeständighet.
  • Vattenavstötande.
  • Bakterier och svamp trivs inte så bra på silikon och därför passar de även i fuktiga miljöer.
  • Tål utomhusväder.
  • Miljövänligt.
  • Finns i många olika färger (även transparent) och konsistenser.
  • Goda elektriska egenskaper.

Användningsområden

1-komponents fukthärdande silikonlim har många användningsområden: allt från hushållsapparater så som ugnsluckor till applikationer inom rymd, flyg, fordon, försvar, elektronik, medicin och allt däremellan.

Tips för 1-komponents silikonlim

  • Använd inte en 1-komponents silikon om du ska härda djupare sektioner. Djupet räknas från den sida där silikonen har kontakt med omgivande luft. Det innebär också att de inte lämpar sig för instängda fogar med större area. I dessa fall är det bäst att gå över till en 2-komponents silikon.
  • Om limmets originalförpackning är för otymplig kan limmet enkelt packas om i mindre sprutor.
  • Oximer är cancerframkallande. Undvik gärna denna typ av 1-komponentsilikon om möjligt och välj en alkohol- eller ättiksspjälkande silikon istället.
  • Behöver du uppnå en viss styrka direkt? Titta på silikonlim med hög våtstyrka. Dessa är klibbiga på ett sätt som gör att limfogen får en viss hållfasthet redan innan silikonen härdat.
  • Tänk på att många olika kvaliteter förekommer. I en mer känslig applikation krävs troligare en renare produkt än ett badrumssilikon som till störst del faktiskt består av fyllmedel. Det finns till och med lågutgasande 1-komponents silikonlim för flyg/rymd och medicinskt klassade silikoner vid behov.
  • Här kan du läsa mer om våra olika silikonlim och tätningsmedel!

5 typer av biokompatibla smörjmedel

Biokompatibla smörjmedel i form av silikon används för att minska friktion mellan komponenter i medicinska tillämpningar eller mellan komponenter och hud. Nusils smörjmedel är biologiskt testat och godkänt enligt ISO 10993 med FDA masterfiles.

Silikoner är effektiva smörjmedel tack vare sina långa, linjära polymerkedjor med hög rörlighet. De är också resistenta mot oxidation, kemiskt inerta och hydrofoba.

När du försöker minska friktionen på din medicinska detalj, kommer typen av material, designen på detaljen och typen av rörelse bidra till valet av smörjmedel.

Användningsområden för medicinska smörjmedel

  • Reducera insättningskraft, t.ex. för nålar, kanyler, trokarer och skalpeller.
  • Reducera drag-krafter, t.ex. för katetrar, styrtrådar och skalpeller.
  • Minimera lossbrytningskraft, t.ex. för ventiler, kranar och sprutkolvar.
  • Som hydrofob beläggning, t.ex. på insidan av sprutcylindern.

Typer av smörjmedel

Biokompatibel silikonolja

Biokompatibla silikonoljor finns i ett stort antal olika viskositet. Oljor med högre viskositet smörjer under längre tid än lågviskösa oljor. Nusils silikonoljor finns även i olika utformande: både vanlig silikonolja samt fluorosilikonolja och blandningar av dessa för att kunna anpassas till olika material och applikationer.

Biokompatibelt silikonfett

Silikonfett är tixotropa formuleringar som har liten eller ingen migrering. Det gör att dessa ofta väljs då smörjningen ska hålla under längre perioder och på specifika ytor. De kan också täta under vakuum.

Biokompatibla silikondispersioner

En silikondispersion är en silikon utblandad i lösningsmedel för att få en lägre viskositet. På så sätt kan ett tunnare och jämnare lager av smörjmedel appliceras jämfört med för silikonoljor eller fett.

Självsmörjande silikon

Nusil självsmörjande silikon

En självsmörjande silikon är en silikon med inbyggt smörjmedel. Den gjutna silikondelen släpper ifrån sig en liten mängd smörjmedel kontinuerligt under detaljens användning vilket kan minska klibbigheten på silikonen liksom friktionen mellan silikonen och andra material.

Vanliga tillämpningar för självsmörjande silikoner är formsprutning eller kompressionsgjutning av ventiler, o-ringar, korkar och tätningar.

Härdande coating

Nusils friktionskoefficient-sänkande beläggningar MED-6670 och MED-6671 appliceras på en silikondetaljs yta för att minska dess friktion. De förhindrar därmed att silikondetaljen klibbar fast i andra delar och ökar motståndet mot nötning hos delar som kommer att röra på sig. I tester har friktionskoefficienten på silikon minskat med upp till 74 %. Produkterna är lösningsmedelsbaserade och appliceras genom sprayning, pensling eller doppning på gjutna silikondetaljer. Efter applicering så härdar beläggningen vilket gör att den inte kan migrera med tiden.

Är du nyfiken på mer information om Nusils sortiment av biokompatibla smörjmedel? Hör av dig!

Limma EPDM – så väljer du lim

Att limma EPDM kräver viss hänsyn då denna typ av gummi ofta är mer svårlimmad än andra typer på grund av sin låga ytspänning. Dessutom innehåller EPDM olika typer av mjukgörare (ibland mineralolja) som gärna vandrar ut från gummit och in i en limfog. Med det sagt så är EPDM-gummi inget entydigt begrepp. Det finns många olika sammansättningar på EPDM som är olika lättlimmade. Alltså är det viktigt att alltid testa.

EPDM, eller etenpropengummi, är en typ av syntetiskt gummi. Denna typ av gummi hittas i många olika typer av applikationer – allt från o-ringar, tätningar, detaljer inom bilindustrin mm. EPDM är ofta kemikaliebeständigt och brukar också tåla väder och vind mycket väl. Normalt sätt är gummit svart, icke-klibbigt och ytan känns nästan pudrig.

För att limma EPDM kan du använda bland annat cyanoakrylat eller strukturella akryllim. Dessa typer är bra val om du gärna vill undvika förbehandling.

Rengöring av EPDM

För bäst limresultat bör gummits yta vara väl rengjord och fri från kontaminering. Många gånger har ytan på EPDM-detaljer släppmedel på sig som också bör tvättas bort. Isopropanol brukar fungera bra för rengöring. Undvik aceton då det kan skada gummit.

Limma EPDM med cyanoakrylat

typer av cyanoakrylat

Det enklaste alternativet för att limma EPDM-gummi är cyanoakrylat (snabblim).

Cyanoakrylat är den typ av lim som ger bäst hållfasthet och samtidigt väter gummit. Permabond 105 är en produkt som är speciellt anpassad för att fästa mot EPDM utan förbehandling (rengöring exkluderad ur begreppet förbehandling). Om dess egenskaper inte passar, går det också att kombinera en primer (Permabond POP med vilket annat cyanoakrylat-lim som helst. Begränsninar med cyanoakrylat är den relativt låga möjliga fogtjockleken (<0,5 mm), begränsad vattentålighet och snabb fixeringstid (sekunder). Vattentåligheten kan vara bra nog om fogen designas så att minimal yta av limmet exponeras och en större yta limmas.

Limma EPDM med strukturellt lim

Strukturella limmer är svårare att limma EPDM med men det finns akryllim som ska kunna få vidhäftning mot EPDM utan förbehandling. Till exempel Permabond TA4605 eller TA4610 . Styrkan är dock lägre än för cyanoakrylat. Skjuvstyrkan vid limning av EPDM med dessa lim har i tester uppgått i 3-5 N/mm2 och ha en töjning på 300 %.

Limma EPDM med silikon

Silikon är lika mjukt och flexibelt som EPDM vilket kan ha sina fördelar. Dessutom är silikon både kemikaliebeständigt och vattentåligt. En produkt som kan fästa bra i EPDM är den värmehärdande DowSil EA-7100.

Limma med gummilim

3M har ett lösningsmedelsbaserat lim för limning av EPDM kallat 3M Scotch-Weld 4799. Limmet är snabbtorkande och blir till en flexibel och vattenbeständig fog.

Limma EPDM med hjälp av förbehandling

EPDM kan förbehandlas med Corona vilket också görs i många fall innan lackering. Efter Corona-behandlingen kommer det finnas en begränsad tidsperiod inom vilken limningen måste utföras. Detta på grund av att mjukgörare vandrar ut till ytan igen med tiden.

En nödlösning som också visat goda resultat är inslipning av lim, också kallat ”tvångsvätning”. Ett vanligt 1-komponents silikonlim kan till exempel i ohärdat tillstånd slipas in i gummit och uppnå styrkor höge än gummit (kohesionsbrott).
En inte så lite kladdig metod men som också har fungerat i vissa fall: 1) Rengöra EPDM, 2) Slipa med slipnylon, 3) Applicera 1-komponents fukthärdande lim, 4) slipa in silikonlimmet, 5) Låt detta tunna skikt härda och 6), limma sedan med mer silikonlim precis som vanligt.

Tips vid val av biokompatibelt smörjmedel

Smörjmedel kan vara nödvändigt inom många olika typer av medicinska applikationer för att minska friktionen på rörliga delar. Vilka faktorer är viktiga att ta hänsyn till vid val av biokompatibelt smörjmedel till din medicinska applikation? Det ska vi nu gå igenom.

Biokompatibelt smörjmedel kan vara nödvändigt inom många olika typer av medicinska applikationer för att minska friktionen på rörliga delar. Vilka faktorer är viktiga att ta hänsyn till vid val av biokompatibelt smörjmedel till din medicinska applikation? Det ska vi nu gå igenom.

För mer information om vilka typer av biokompatibla smörjmedel som finns tillgängliga för medicinska applikationer, läs vårt tidigare blogginlägg som beskriver dessa.

Titta på typen av applikation

Biokompabiliteten på Nusils smörmedel testas enligt ISO 10993. Inom denna testspecifikation har man delat upp smörjmedlen inom två olika kategorier: för korttidsimplantering (mindre än 30 dagar) och för långtidsimplantering (över 30 dagar). Se till att välja ett smörjmedel med rätt typ av klassning.

Vilken typ av friktionsreduktion behövs? Hydrofobicitet?

Till exempel:

  • Minska insättningskraft i mänsklig vävnad för nålar, kanyler, trokarer och skalpeller.
  • Reducera dragkraften mot andra komponenter eller mänsklig vävnad för katetrar, styrtrådar och skalpeller.
  • Minimera lossbrytningskraften för ventiler och kranar.
  • En hydrofob yta för till exempel insidan på sprutcylindrar.

Vilket material ska smörjas? Glas, plast, metall eller silikon?

Silikon

Ytan på härdade silikonelastomerer (silikongummi) har ofta en hög friktionskoeffeicient och kan kännas klibbiga, vilket försvårar för när dessa delar ska vara rörliga. Silikonelastomerer har också en tendens att klibba fast i varandra om de kommer för nära.

När det gäller smörjmedel för silikon är det viktigt att ta silikonernas kemi i beaktning. Om elastomeren och oljan är för lika kan oljan diffundera in i elastomeren vilket får den att svälla, och givetvis försämrar effekten av smörjningen. De flesta silikondetaljer är baserade på dimetyl-silikonpolymerer. Att välja en fluorosilikon som smörjmedel förhindrar diffusion. Ett annat alternativ är att välja ett med högvisköst smörjmedel, som ett silikonfett, som kommer att ha svårare att migrera in i elastomeren. Förutom traditionella biokompatibla silikonsmörjmedel finns också härdande beläggningar som kan appliceras på silikonen. Dessa binder kemiskt till elastomerens yta och bildar en flexibel och tålig coating som inte förändrar elastomerens mekaniska egenskaper förutom att den sänker friktionskoefficienten. Ett annat icke-traditionellt alternativ är att sillverka silikondetaljen av en själ-smörjande silikon, där smörjmedlet alltså är inbyggt.

Metall

Metallytor på skalpeller, nålar och kanyler har en viss friktion. När dessa kommer i kontakt med eller till och med ska föras in i mänsklig vävnad, kan friktionen orsaka onödig skada och förstås orsaka patienten smärta. För att minska friktionen, har mycket ansträngning lagts på att optimera designen. Titta till exempel på en kanyl så ser du att nålspetsen har en speciell form som ska orsaka minst friktion. Den friktion som fortfarande är kvar kan minskas ännu mer genom att använda silikonsmörjmedel.

För metall är det speciellt viktigt att fundera över hur länge smörjmedlet behöver verka. Är det en engångsprodukt (t.ex. en injektionsspruta) eller flergångsprodukt (t.ex. suturnål som ju ska penetrera huden många gånger).

Ett vanligt val för smörjning av metall är att använda en silikonvätska (silikonolja). För engångsanvändning är lågviskösa vätskor passande, men för flergångsanvändning kan det vara bättre att använda ett högvisköst silikonsmörjmedel, kanske dispergerad i lösningsmedel för att enklare få en tunn och jämn smörjning.

Glas

Silikoner tenderar att ha god vidhäftning till glas tack vare deras liknande kemiska struktur med kiselsyre-kedjor. Att tillsätta värme kan göra att den annars så icke-reaktiva silikonen faktiskt tvärbinder till glaset för ännu bättre vidhäftning.

Ofta, när det gäller glas, så handlar smörjningen om att få en hydrofob yta. Det kan till exempel vara att belägga insidan av en sprutcylinder med silikonolja för att det ska gå enklare att trycka ut medicinen. Detta brukar kallas för silikonisering. En biokompatibel silikonolja eller silikonfett kan användas för smörjning av glas, eventuellt utblandad i lösningsmedel till en dispersion för appliceringens skull.

Plast

Det finns många plaster som används inom medicinsk industri. Friktionspunkter hos plaster kan kräva smörjmedel. För att få kolvar och proppar av olika slag att glida bättre är silikonfett vanligt att använda då denna typ av smörjmedel tenderar att migrera minst. Om du vill använda en dispersion – se till att plasten tål lösningsmedlet.

Vilken typ av process är möjlig?

Fundera över om det finns möjlighet att applicera värme (för värmehärdande alternativ), om luftfuktigheten är stabil (för fukthärdande alternativ) och om ni kan tänka er att ha lösningsmedel i er process.

Hur ska smörjmedlet appliceras?

Med torkduk, pensel/borste, sprayning eller doppning? Ska processen vara manuell eller automatiserad?

Hur många cykler ska smörjmedlet ha effekt?

En eller några få – välj en låg viskositet.

Flera – välj en högre viskositet eller härdande system.

Urvalsguide för Nusils biokompatibla silikonsmörjmedel

Har du fler frågor, tveka inte att kontakta oss för guidning!

Effekten av plasmabehandling på fet plast

En förutsättning för att ett lim ska få vidhäftning mot en yta är att limmet väter den yta som ska limmas. Om limmet inte väter ytan så finns det två alternativ: byt lim eller förändra ytan. Ett sätt att förändra ytan på är att förbehandla den – till exempel med plasmabehandling.

Vill du veta mer om vad plasma egentligen är? Klicka här.

Det finns många olika förbehandlingsmetoder för plaster, t.ex. primer, slipning, etsning, corona och plasma. I videon nedan ser du hur vätningen av en svårlimmad plast (polypropen, eller PP, som ofta brukar refereras till som en fet plast) påverkas av plasmabehandling.

Plasmabehandling (i videon med en lågtrycksplasma) har flera funktioner som du kan läsa om i vårt tidigare blogginlägg om plasma. En av den är att höja plasters ytspänning. Ytspänningen på lim och yta är vad som avgör vilka vätskor som väter vilka ytor. Den generella regeln är att ett lim får bäst vidhäftning om limmet har lägre ytspänning än plasten. Alltså gör plasmabehandlingen en yta lättare att väta och därmed också lättare att limma!

För att ta reda på vätningen så kan speciella testvätskor, eller bläck, användas. Dessa har en känd ytspänning och kan därför ge ett hum om plastens ytspänning. I videon använder vi en testvätska som har en ytspänning som ungefär motsvarar ett epoxilim.

Innan en förbehandling väter inte detta bläck plasten. Plasten har alltså en lägre ytspänning än vad limmet har. Efter plasmabehandling i 5 minuter, däremot, är resultatet helt annorlunda. Bläcket väter nu med lätthet plasten och har alltså gjort att plastens ytspänning blivit högre än vätskans (limmets).

Enligt resultatet från detta test bör nu plasten vara betydligt mer lättlimmad (även om fler faktorer givetvis kan påverka).

Hur fungerar lågtrycksplasman?

  1. Detaljer stoppas in i lågtryckskammaren.
  2. Med hjälp av en vakuumpump sjunker trycket i kammaren till ca 0,2 – 0,4 mbar.
  3. En gas leds in i kammaren (i detta fall vattenånga) och omvandlas till plasma som peppras på plastens yta för att förändra den på olika sätt. Den lysande lila färgen som syns är plasman.
  4. Efter några minuter, släpps det på trycket och plasten kan tas ur kammaren.

Är du intresserad av att veta mer om plasma?

Hör av dig!

Tätning och packningar av silikonskum

Tätning och packningar av silikonskum har många användningsområden. Det kan bl.a. användas istället för vanlig silikon till packningar och är ett kostnadseffektivt alternativ till färdiga packningar och skumtejp inom industrier som fordon, flyg, konsument, elektronik, medicinteknik och telekommunikation.

Att använda silikonskum istället för vanlig silikon till packningar är ett kostnadseffektivt alternativ till färdiga packningar och skumtejp inom industrier som fordon, flyg, konsument, elektronik, medicinteknik och telekommunikation.

Hur fungerar silikonskum?

Silikonskum är oftast 2-komponentsprodukter med additionshärdning (platina-katalysator). Men det finns även 2-komponents kondensationshärdande silikonskum. Dessa kan härdas antingen vid rumstemperatur eller så kan de accelereras med värme för en snabbare process.

Vid blandning sätts en kemisk reaktion igång som bildar vätgas. Vätgasen är det som bildar själva skumgummit och innebär att silikonskummet expanderar då det fortfarande är i flytande form för att sedan stelna med den densitet, cellstruktur som bildats av gasen. I slutändan fås en mycket flexibel och mjuk kompressionstätning.

Silikonskumgummis egenskaper

Generellt har silikonskum en mycket låg ”compression set” vilket innebär att den permanenta deformeringen på skummet är liten efter och att den till hög grad återfår sin form efter att ha blivit hoptryckt.

Likt vanliga silikoner klarar silikonskum av ett brett temperaturintervall och håller sig flexibelt långt ner i minusgraderna såväl som klarar höga temperaturer utan att brytas ner.

En fördel gentemot vanlig silikon är dess låga densitet som bidrar till lägre slutvikt vilket i många industrier är högst önskvärt.

Dispensering av silikonskum

Applicering sker ofta genom att använda automatiserade system. De två komponenterna pumpas med korretk blandningsförhållande genom ett mixerrör. Skummen kan blandas i antingen statiska eller dynamiska mixerrör men dynamiska ger oftast något bättre resultat. Blandningen appliceras sedan direkt på detaljens yta, kanske med hjälp av en robot, och tillåts härda fullt ut innan packingen komprimeras.

Potentiella applikationer för silikonskum

  • Tätning mot omgivande miljö
  • Tätning mot damm och ånga
  • Värmeskydd
  • Vibreringsskydd
  • EMI/RFI-skärmning
  • Elektriska packningar i utomhusmiljö
  • Dämpning på chip och batterier

Fördelar med silikonskum

  • Låg compression set
  • Låg modul (hög flexibilitet)
  • Hållbart skydd under tuffa förhållanden så som låga och höga temperaturer, kemikalier, UV-ljus, damm och fukt.
  • God processbarhet som Form-in-Place-Gasket (FIPG).
  • Kompatibla med de flesta 2-komponents dispenseringssystem.
  • Lägre kostnad än alternativa lösningar.

Förslag på produkter

För FIPG i generell industri: DowSil 3-8259

Medicinklassat med ISO 10993: Nusil MED-2310, Nusil MED10-2310

Rymdklassat med NASA och ESA: Nusil CV-2391

4 sätt att sänka friktionen på silikon

Silikon har generellt hög friktion vilket gör att den kan vara svår att använda i rörliga delar. Vi går här igenom 4 olika sätt att sänka friktionen på silikon!

Silikon har generellt hög friktion och är naturligt klibbig. Ju mjukare silikonen är, desto mer ju desto mer klibbig blir dess yta. Detta innebär att silikon ofta har en tendens att dra åt sig bl.a. damm och att den enkelt klibbar fast i både sig själv (”blocking”) och andra material. Silikonen kan även vara svår att använda i rörliga delar. Dessa egenskaper kan ofta bli problematiska i applikationer som kräver att en silikondetalj ska kunna glida bra eller röra sig lätt. Då är det bra att ha koll på hur du kan sänka friktionen på silikon.

Här är 4 olika sätt att sänka friktionen på silikon:

1.      Friktionssänkande beläggning

Ett effektivt och långsiktigt sätt att sänka friktionen på silikon, till exempel för att minska insättningskraften, är att belägga ytan med en härdande coating. Nusil har speciella beläggningar som sänker friktionskoefficienten på silikon. Dessa produkter är lösningsmedelsbaserade, så se till att din process tolererar användningen av dessa.

När beläggningen härdat, har den bildat en flexibel och torr hinna som inte kan migrera men inte heller påverkar de mekaniska egenskaperna (så som hårdhet) hos silikonen. En friktionssänkande beläggning kan sänka den statiska friktionskoefficienten med upp till 74 % och den kinetiska med upp till 54 % på en typisk LSR. Dessutom kommer beläggningen att öka silikonens nötningsbeständighet.

Det finns två typer av härdningsmekanismer tillgängliga:
platina-katalyserad 2-komponents för platinakatalyserade gummin (de flesta LSR och HCR) eller
fukthärdande för silikoner som innehåller tenn (kondensationshärdande silikoner).

2.      Silikonolja

En silikonolja är det traditionella sättet att minska lossbrytningskraften, insättningskraften och dragkraften för silikon. När du väljer en silikonolja till din silikon är det viktigt att ta hänsyn till silikongummits kemi. Om en vanlig silikonolja används på ett vanligt silikongummi (PDMS) kommer oljan att migrera in i silikonen vilket får den att svälla och förlora sina smörjande egenskaper. Välj då istället en fluorosilikon-baserad silikonolja för vanlig silikon och en vanlig silikonolja för fluorosilikon.

Nusil självsmörjande silikon för att sänka friktionen på silikon

Silikonoljan kan appliceras som den är eller spädas ut i lösningsmedel för applicering av tunnare skikt. Fundera över vilken visksoitet på oljan som är optimal för just din applikation. En olja med högre visksoitet kommer att migrera långsammare vilket ger ett resultat som håller längre.

3.      Silikonfett

Ett silikonfett minimerar också lossbrytningskraften för silikon. Fördelen med att välja ett silikonfett istället för en vätska är att fettet migrera mindre vilket också gör att din silikondetalj smörjs under en längre tid.

Samma sak som för silikonolja gäller: använd ett fluorosilikonbaserat fett till vanlig silikon och vice versa. Fettet kan appliceras som det är eller utspätt i lösningsmedel.

4.      Välj en självsmörjande silikon

För att förenkla processen och slippa extra steg för smörjning, kan en självsmörjande silikon vara ett bra val. Denna teknologi innebär att din LSR eller HCR redan är laddad med smörjmedel. Smörjmedlet kommer efter vulkanisering att migrera ut från silikongummit i en jämn takt. Själva silikonen liksom mängden smörjmedel kan anpassas för att passa den specifika applikationen.