Olika typer av medicinsk silikon och deras användningsområden

I detta inlägg går vi igenom de olika typer av silikoner som vi erbjuder i vårt sortiment av biokompatibla silikoner. Valet av medicinsk silikon kommer framför allt att att behöva anpassas till vilka egenskaper som eftersöks och med vilken tillverkningsmetod som planeras att användas i produktion.

Inom varje kategori finns en mängd variationer på de slutgiltiga egenskaperna som silikonen får, till exempel hårdhet, styrka, samt olika processparametrar så som härdtid etc. Här får du hjälp med at välja kategori att utgå ifrån.

Lim & tätningsmedel

Silikonlim och tätningsmedel är framtagna för att limma silikoner till varandra eller till andra substrat så som metaller och plaster. De är formulerade för högsta möjliga vidhäftning och finns i 1- eller 2-komponentsversioner, med olika brukstider för att passa varje produktion och med viskositet från flytande till tixotrop. Även PSA (Pressure Sensitive Adhesives) finns tillgängligt.

Primer

Primer använder du för att förbättra vidhäftningen mellan silikonlim och den yta limmet ska fästa mot (substratet). Det finns primers anpassade för alla typer av silikonlim (kondensationshärdande, additionshärdande etc.) samt för olika typer av substrat. Till exempel metall eller plast.

LSR – Liquid Silicone Rubber

LSR står för Liquid Silicone Rubber. Denna typ av silikon är speciellt framtagen för att passa till formsprutning och har en gelé-aktig konsistens. Dessa silikoner är fyllda med silica för förbättrade mekaniska egenskaper . Det är denna typ av silikon är det som vanligtvis används för att tillverka gjutna detaljer av silikon som till exempel o-ringar, packningar, valv, tätningar och andra precisions-gjutna detaljer för medicinsk industri. LSR-silikoner kan vara svåra att arbeta med manuellt då de är så pass trögflytande. Men vi rekommenderar att ändå använda dem i detta inledande steg om den slutliga tillverkningsmetoden kommer att vara formsprutning då de mekaniska egenskaperna är avsevärt bättre än nästa grupp av silikoner – de lågviskösa elastomererna.

Lågviskös elastomer

Lågviskösa elastomerer är en version av LSR men med som är lättflytande, dvs har låg viskositet. Denna typ av silikon går att hälla i till exempel en form. Dessa använder du främst då låg viskositet är ett krav så som vid ingjutning. Den främsta nackdelen jämfört med en LSR är att rivstyrkan är lägre. Kan användas till ingjutning, beläggning / coating eller tillverkning av formade detaljer.

Silikondispersion

Att någonting är en dispersion innebär att materialet (silikonen) är utblandat i någon form av lösningsmedel. Silikondispersioner har ofta mycket låg viskositet vilket passar bra till applikationer där en tunn film eller coating behövs. Denna typ av silikon passar cokså utmärkt för doppning eller sprayning.

HCR – High Consistency Rubber

Silikoner av typen HCR har en konstens lik lera i ohärdad form. Oftast består den av ett platinahärdande system med två komponenter som knådas ihop (till exempel genom kalendrering) och sedan formas och härdas med värme. Den andra typen är peroxidhärdande och finns som förkatalyserad eller okatalyserad. HCR passar för tillverkningsmetoder så som extrudering, formpressning (compression moulding) och sprutpressning (transfer moulding). De används till exempel för att tillverka slangar, profiler, ballonger, o-ringar. Denna typ av silikon har överlägsen styrka jämfört med andra typer av silikoner.

Silikongel

Silikongeler tenderar att vara lågviskösa innan härdning och bli mjuka efter härdning. Geler passar till exempel bra för mjukvävnadsimplantat eller ingjutning av känslig elektronik.

Silikonskum

Med sin låga densitet och flexibilitet har silikonskum flera användningsområden. En kemisk reaktion som sker under härdningen bildar själva skummet. Du blandar alltså inte luft in manuellt. Silikonskum kan användas till skum-ark, tuber eller profiler då stöt- och vibrationsdämpning är nödvändigt.

Masterbatch

De flesta biokompatibla silikonmaterialen är transparenta / transluscenta. Dessa går givetvis att färga med biokompatibla färgmedel till valfri färg. Termen masterbatch innebär att pigmenten som Nusil erbjuder är utblandade i silikonpolymer med vinyl-funktionalitet för att undvika föroreningar och damm från löst pigment, vilket är speciellt viktigt i renrumsmiljö. Silikonen som pigmentet är utblandat i kommer under härdning att binda kovalent till resten av silikonen. Det finns också masterbatcher med bariumsulfat eller titandioxid för radiopacitet.

Masterbatchen passar till LSR, HCR och lågviskösa elastomerer och har minimal påverkan på silikonens slutgiltiga egenskaper.

Bläck

Nusils serie av bläck (MED-6613 samt MED6608-X) är speciellt framtagna för användning på silikonytor. De finns tillgängliga i en mängd olika färger och kan appliceras med tampongtryck (pad printing) och silkscreentryck.

Silikonbaserade medicinska smörjmedel

Medicinsk silikon finns inte bara i härdande form utan också som vätskor. Silikonolja, silikonfett, speciella coatings eller självsmörjande gjutsilikoner är tillgängliga för de medicinska tillämpningar som kräver smörjning. Det kan handla om att minska silikons klibbighet/friktion, smörjning av nålar, skalpeller mm.

Övrig info

Alla biokompatibla silikoner har så kallade Master Files hos FDA (på begäran) och är testade och godkända enligt USP Class VI och/eller ISO 10993.

Kontakta oss gärna om du vill ha hjälp att hitta rätt silikon för just din medicinska applikation!


Täta mot bensin med fluorosilikon

De unika egenskaperna hos fluorosilikon (FMVQ) löser problem i applikationer där både ett brett temperaturintervall krävs samt tålighet nog för att täta mot bensin och andra lösningsmedel. Där faller traditionella tätningsmedel kort.

Silikonlim fungerar ofta utmärkt som tätningsmedel och tätar effektivt mot diverse vätskor. De klarar sig till och med bra när de helt är nersänkta i vätskan under lång tid. Men det finns vätskor som får silikoner att svälla eller till och med bryter ned dem. Till dessa ämnen hör till exempel bensin, organiska lösningsmedel och bränslen, samt silikonolja. Under dessa tuffa förhållanden heter lösningen på problemet fluorosilikon.

Fluorosilikonens kemikalietålighet

Liksom silikonelastomerer erbjuder fluorosilikon också ett liknande brett driftstemperaturområde, oxidativ stabilitet, enastående flexibilitet, och är resistenta mot värme, ozon och solljus (UV).

Med andra ord fungerar fluorosilikon precis som vanlig silikon (dimetylsilikon) men tål sådana vätskor som bensin, diesel, aceton och alkohol. Dessutom sväller inte fluorosilikon i vanlig silikonolja och vice versa.

I bilden nedan demonstreras flourosilikonens egenskaper jämfört med vanlig silikon. Lika stora detaljer har här sänkts ner i flygbränsle och efter en tid vägs detaljerna för att kunna räkna ut hur mycket de svällt. En större svällning innebär att silikonen absorberat mer vätska. Som du kan se i bilden är det tydligt vilken som är bäst i detta fall: fluorosilikonen.

Tätning som tål bensin
Svällning av vanlig silikon jämfört med fluorosilikon i flygbränsle

Viktigt att veta är dock att fluorosilikon är mindre tåligt än vanlig silikon mot till exempel polära vätskor så som alkohol, ketoner, aldehyder, aminer och bromsvätskor som inte är baserade på petroleum.

Fluorosilikonens kemi

Sidogruppen på fluorosilikon

Skillnaden mellan en vanlig silikon och en fluorosilikon rent kemiskt är att fluorosilikon har trifluoropropyl-grupper (-CH2CH2CF3) bundna till silikonens polymerkedjor. Flourosilikoner kan ha olika grader av denna sidogrupp i kedjan beroende på vilka egenskaper som eftersöks. Det finns till exempel produkter med 100 mol% fluorosilikon och 50 mol% fluorosilikon. Ibland kan du också stöta på termen FMVQ.

När ska jag välja fluorosilikon?

Fluorosilikon kan du använda för att täta mot bensin, diesel, opolära lösningsmedel och silikonolja mm. De kan också användas som lim, tätning, gjutna detaljer eller skyddande beläggningar som kan komma i kontakt med dessa ämnen.

Vanliga användningsområden är inom fordon och flyg. Det kan handla om att till exempel täta bensintankar. Ofta, för funktionens skull, behöver silikon i fordonsapplikationer vara både bränsle och temperaturbeständig för att bibehålla de egenskaper som gjorde silikon värdefullt för tillämpningen från början. Tester visar att fluorosilikoner är mycket bättre på dessa utmaningar än dimetylsilikoner.

Nackdelen med fluorosilikon är dock priset som är betydligt högre än för vanlig silikon så det är därför troligtvis inget som du vill använda när det inte finns behov av det.

Tips på produkt

DowSil 730 FS är en 1-komponents fukthärdande fluorosilikon

Nusil har också ett stort sortiment av fluorosilikoner i alla tänkbara former. Klicka här för att komma till en urvalsguide med översikt.

Kontakta oss gärna om du vill ha tips på fler typer av fluorosilikon-produkter!

Silikon för LED-applikationer

Kraven på LED-belysning ökar för varje år. Den blir skarpare, mer energieffektiv, mer unik och med bättre livslängd. Med rätt material går det att möta de ökande kraven. Dows utbud av silikon för LED inkluderar lim, tätningsmedel, skydd, värmeavledning och optiska material med hög kvalitet, god vidhäftning och ett gott skydd mot fukt, smuts, värme och fysiska skador, även i tuffa miljöer.  

Silikonlim och tätningsmedel för LED

Silikonlim för LED-applikationer är ofta 1-komponent. Fördelarna med 1-komponents silikonlim är bland annat att de är lösningsmedelsfria, härdar i rumstemperatur och ger en enkel dosering och därmed process. Silikoner som används för LED bör vara lågutgasande för att bibehålla effekten på lampan under dess livstid. Silikonliim tål upp till 150 ᵒC under mycket långa perioder.

Efter härdning så formas silikonlimmet till en mjuk elastomer som inte orsakar spänningar. Dessutom har silikonlim har mycket god vidhäftning till en mängd vanliga LED-material.

Exempel på några produkter:

Transparenta inkapslingsmedel och gjutmassor

Inom LED behövs skydd som ger LEDen bra prestanda. En transparent gjutmassa av silikon skyddar mot fukt, absorberar spänningar som uppkommer vid termisk cykling och temperaturförändringar och skyddar känsliga komponenter för mekanisk påverkan. Tack vare deras höga transmittans och värmebeständighet hjälper LED-designen bibehålla ljutkvaliteten över längre tid än andra möjliga material för skydd. Silikonens kemi minimerar gulning och nedbrytning.

Alternativ finns för optiskt klara gjutmassor: olika viskositet, härdprofiler och hårdhet till exempel.

Förslag på gjutmassa för LED:

Kretskortslack av silikon för LED

Kretskort för LED-applikationer behöver skydd mot fukt och mekanisk åverkan. En 1-komponens silikon-kretskortslack skyddar mot detta och ger även utmärkt skydd mot stötar och kortslutning, även i tuffa miljöer. Kretskortslackerna är tillgängliga i en mängd olika viskositeter och härdnings-kemier.

Exempel på produkter:

Silikongeler för LED

Silikongeler ger ytterligare fördelar jämfört med vanliga gjutmassor i form av elastomerer. Deras mjukhet gör dem till ett optimalt val för enheter med mycket känsliga komponenter och tunna trådar. Geler är 2-komponentsmaterial som efter härdning bibehåller en del av egenskaperna hos en vätska – t.ex. självläkande – samtidigt som de får en dimensionell stabilitet likt en elastomer.

Precis som elastomerer skyddar geler mot spänningar, fukt, smuts och är elektriskt isolerande.

Exempel på produkter:

Värmeledande gjutmassa av silikon för LED

De största hoten mot LED-produkters livslängd är kontaminering och värme. Värmeledande silikongjutmassor skyddar mot fukt och smuts, samtidigt som de leder bort värme och absorberar ljud. Silikongjutmassor finns i både rumstemperaturhärdande och värmehärdande varianter för flexibilitet i processen.

Värmeledande gjutmassa av silikon för LED

Silikoner har en stor förmåga att motstå höga temperaturer och andra tuffa miljöer. De kan samtidigt förlänga livslängden på LED-lampor genom att leda bort skadlig värme som alstras.

Exempel på produkter:

Värmeledande Thermal interface materials

Inget förkortar livslängden på en LED-lampa lika mycket som värme – och LED-lampor genererar mycket värme. Med ett TIM, Thermal Interface Material, kan värmen ledas bort. Silikonbaserade värmeledande material har hög stabilitet, och jämn värmledningsförmåga över tid – även vid temperaturer där traditionella material börjar brytas ner. Det finns flera varianter av värmeledande silikoner (förutom gjutmassorna du läste om ovan):

Värmeledande silikonlim

Silikonlim ger en stark limfog mellan de allra flesta material som är vanliga inom LED-applikationer så som kretskort och kylflänsar. De är dessutom tillgängliga i lågutgasande utförande för att ingen kontamineringseffekt ska uppstå på LEDen eller dess ljus. Då silikonlim både ger mekanisk styrka och tätar så innebär det att du ofta kan minimera antalet komponenter i din konstruktion och samtidigt optimera din process.

Värmeledande pasta av silikon för LED

Värmeledande pastor

Värmeledande silikonpastor är framtagna för maximal tillsats av värmeledande fyllmedel. Resultatet är att de får en hög bulk-värmeledningsfömåga och så låg resistans som möjligt. Denna typ av produkt bör användas i tunnare tjocklek.

Dispenserbara värmeledande pads

Denna typ av lösning gör att du kan trycka en värmeledande silikon med en specifik tjocklek, i en specifik form och på en specifik plats, även i mer komplexa former vilket en traditionell värmeledande pad har svårt för.

Dowsil TC-4525

Mer information?

Dows utbud av produkter för LED är omfattande. Ovan har ni fått några exempel på produkter men om ni vill ha hjälp att hitta rätt, tveka inte att kontakta oss!

Silikon för LED-belysning

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 man kan komma att behöva ta loss kylflänsar för att sedan fästa tillbaka dem 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 därmed 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 i det här fallet 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 därför gärna denna typ av 1-komponentsilikon om möjligt och välj en alkohol- eller ättiksspjälkande silikon istället.
  • Behöver du uppnå en viss styrka direkt? Titta i så fall 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!

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). Här ska du alltså 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 allra flesta silikondetaljer är baserade på dimetyl-silikonpolymerer. Att då 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 med användning 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 jag applicera smörjmedlet?

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!

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 härda antingen vid rumstemperatur eller så kan man accelerera härdningen med värme för en snabbare process.

Vid blandning startar en kemisk reaktion igång som bildar vätgas. Denna vätgas 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 gasen gett upphov till. I slutändan blir resultatet 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.

Liksom vanliga silikoner klarar silikonskum av ett brett temperaturintervall. De håller sig flexibla 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. Och det innebär att de två komponenterna pumpas med korrekt 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.

Ingjutning med silikon för elektronik för maximalt skydd

Ingjutning med silikon för maximalt skydd av elektronik. Det finns flera typer av gjutmassor som är populära att använda för att skydda elektronik. I det här inlägget ska vi titta på fördelarna
med att välja en silikon och hur du väljer mellan en silikonelastomer eller en
gel.

Varför ska jag välja att använda en silikongjutmassa eller gel istället för ett kretskortslack?

En gjutmassa ger bättre skydd samt snabbare och enklare härdningsalternativ än kretskortslack när:

  • Komponenter på kretskortet är mer än 200 mikrometer höga.
  • Kretskortet har en mer invecklad topografi.
  • Kretskortet har känsliga trådar eller lödpunkter.

Varför välja silikon istället för organiska gjutmassor eller geler?

Ingjutning med silikon för elektronik, silikoner har en rad fördelar gentemot uretaner och epoxi:

  • Maximalt skydd – speciellt när det gäller silikongeler – mot mekanisk spänning vid till exempel termisk cykling eller vid stor skillnad i utvidgning hos olika material.
  • Extraordinärt skydd mot slag och vibrationer.
  • Bättre temperaturtålighet och mer pålitlig prestanda vid temperaturer mellan -45 ˚C och 200 ˚C.
  • Bättre vattenbeständighet och större beständighet mot kemikalier och UV-strålning.
  • Minskad eller helt eliminerade försiktighetsåtgärder vid hantering som ofta förknippas med härdplaster så som polyuretan och epoxi. Till exempel skador vid inandning eller risk för allergier.
  • Härdschemat hos silikoner kan anpassas till produktionen utan betydande förändringar i slutegenskaperna.
  • Enkel bearbetning utan behov av ugnar eller oro över exoterma reaktioner (som för epoxi).
  • Enkelt att omarbeta eller reparera om nödvändigt.
  • Brett urval av produkter med olika egenskaper.

Passar en silikonelastomer eller en gel bäst?

Ingjutning med silikon för elektronik. Både gjutmassor som består av elastomerer och geler kan ge liknande fördelar så som utmärkt dielektriskt skydd, skydd mot omgivande miljö, termisk stabilitet och mekaniskt skydd. De flesta silikoner för ingjutning är additionshärdande 2-komponentsprodukter.

Elastomer Gel
Högre nötningsbeständighet Maximalt skydd mot mekanisk spänning (mjukare)
Enkelt reparerbar vid omarbetning Självläkande vid omarbetning
Alternativ finns för:
– Vidhäftning utan primer
– Optiska och rymdklassade applikationer
– Termiska egenskaper
Alternativ finns för:
– Lösningsmedels- och bränsletålighet (fluorosilikon
– Snabb UV-härdning

Hur väljer jag rätt gjutmassa av silikon?

Silikonelastomerer

DowSils slikonelastomerer för ingjutning har hårdhet mellan Shore 00 20 till Shore A65. Hos gjutmassor från DowSil finns tre kategorier av produkter: Standard, primerless och special.

Produkter av standard-typ kräver att en primer används om god vidhäftning är ett krav.

Exempel på produkt: DowSil SYLGARD 170 Silicone Elastomer

De alternativ som är sk. primerless kräver värmehärdning vid minst 100 ˚C men har å andra sidan vidhäftning till många vanliga material som förekommer inom ingjutning av elektronik.

Exempel på produkt: DowSil SYLGARD 567 Primerless Silicone Encapsulant

Special-produkterna i DowSils portfolio inkluderar till exempel termiskt ledande silikon, produkter för optik eller med olika typer av godkännanden, till exempel för försvaret.

Exempel på produkt: DowSil SYLGARD EI-1184 Optical Encapsulant

Geler

Geler är mjukare än elastomerer. Förutom att ge ultimat spänningsavlasning har geler även en så pass klibbig yta att de naturligt får vidhäftning mot de flesta ytor, även utan att primer används. Det finns fyra familjer av silikongeler i DowSils sortiment: Standard, för låga temperaturer, slagsega och special.

Vid val av en silikongel bör hänsyn tas till tillämpningens behov på spänningsavlasning, viskositet, härdtid och brukstid.

Exempel på produkt: DowSil SYLGARD 527 Dielectric Gel

UV-härdande silikongel: DowSil X3-6211 Encapsulant

Behöver du hjälp att välja?

KLICKA HÄR FÖR URVALSGUIDE

Kontakta oss gärna för att diskutera mer om vilka alternativ som skulle passa just din applikation bäst.