VMQ och PVMQ: temperaturenvelopen Silikongummi (VMQ, polydimetylsiloxan med vinylgrupper; PVMQ tillsätter fenylgrupper för bättre köldegenskaper) har den bredaste temperaturenveloppen av alla vanliga elastomerer och väljs för den enveloppen snarare än för mekanisk eller kemisk robusthet. Standard-VMQ tål kontinuerlig drift från cirka -50 °C till +232 °C i luft, och specialkvaliteter tål något högre temperaturer än så. Ett kommersiellt FDA-datablad för VMQ 60 ShA anger driftområdet -50 °C till +230 °C, i praktiken samma envelope. Den vanliga uppdelningen i standardkvalitet -55/+200 °C och specialkvalitet -60/+230 °C är omtvistad: i stället anges ett enda brett intervall runt -50/+230 till +232 °C utan uppdelning i standard och special. Använd inte uppdelningen, och ange det övre talet som +230 till +232 °C, inte +200 °C.

Till skillnad från Santoprene TPV, vars spröhetspunkt är väldokumenterad (se nedan), vilar VMQ:s köldgräns här på ett godkänt/underkänt-utfall snarare än på ett uppmätt gradtal.

Sökningen efter en grad-specifik D2137-siffra visar att den i praktiken inte publiceras öppet. Det är i sig ett fynd: branschen dokumenterar spröhet som godkänt/underkänt vid en vald testtemperatur, inte som en uppmätt brytpunkt. Tre öppna datapunkter finns, de är av olika slag och får inte staplas på varandra till ett intervall: • Polymax VMQ 60 ShA FDA-datablad: D2137 ger "Non-Brittle", men ingen temperatur anges alls. • The O-Ring Store, kvalitet S70 (70 ShA, ASTM D2000 M5GE706, AMS 3304/ZZ-R-765): D2137 vid 3 minuter och -55 °C ger Pass (Non-Brittle), liksom 3 minuter vid -35 °C. Detta säger att provet klarade -55 °C, inte att brottet skulle inträffa där. • Shin-Etsus katalog anger att spröhetspunkten för typiska organiska gummin ligger mellan -20 och -30 °C, jämfört med -60 till -70 °C för silikongummi.

En sammanvägning av två av dessa punkter till ett intervall "-55 till -70 °C" håller inte: det är en kategorisammanblandning. -55 °C är inte en spröhetspunkt utan en godkänd testtemperatur. Att S70-kvaliteten klarade -55 °C sätter bara en undre gräns för vad som är bekräftat funktionellt; den verkliga brytpunkten ligger någonstans under -55 °C, inte vid den. Och -60/-70 °C är ett klassgeneriskt marknadspåstående, inte en mätning på en namngiven grad. Det enda som med säkerhet kan sägas är att en namngiven 70 ShA VMQ-kvalitet är prövad icke-spröd vid -55 °C i 3 minuter enligt ASTM D2137: det är den enda sifferbelagda datapunkten i öppet material, och den är ett provresultat, inte en temperaturenvelope.

Detta är produktkritiskt, inte akademiskt. VMQ har glastransitionstemperatur -120 °C, lägst av alla elastomerer (mot -80 °C eller högre för alla andra), men VMQ kristalliserar vid ungefär -50 °C. Kristallisation är till sin natur tidsberoende. Ett D2137-prov som körs i 3 minuter vid -55 °C kan därför hinna passera provet innan kristallisationen hunnit ske, utan att det säger något om samma material efter timmar eller dygn vid samma temperatur. Slutsatsen för hur siffrorna får läsas är ändå entydig: "Non-Brittle vid -55 °C" får inte läsas som "flexibel vid -55 °C över tid", och VMQ:s låga Tg (-120 °C) får inte läsas som att materialet är brukbart någonstans i närheten av den temperaturen.

Kristallisationstalet på ungefär -50 °C sammanfaller påfallande med den nedre driftgräns (-50 °C) som anges för standard-VMQ.

Vad silikon inte tål: ånga, oljor och lösningsmedel Silikonets svaghet är kemisk och mekanisk, inte termisk. Vid atmosfärstryck bryter ånga knappt ned VMQ, men överhettad ånga över cirka 121 °C anges av tillverkardatablad som olämplig för VMQ, och högtrycksånga över cirka 150 °C hydrolyserar och bryter av siloxanhuvudkedjan med kraftig egenskapsförlust. Skillnaden mellan 121 °C och 150 °C är tryckberoende, inte en motsägelse. Detta placerar VMQ under EPDM i ångmiljö: peroxidvulkad EPDM är beständig upp till +150 °C.

VMQ har DÅLIG beständighet mot mineraloljor och sväller kraftigt i dem. Volymökning över 100 % rapporteras i mineraloljebaserade hydraulvätskor, bränslen och alifatiska/aromatiska lösningsmedel. Det exakta talet är osäkert. VMQ sväller särskilt i EP-additiv (extreme pressure), vilket gör materialet olämpligt för EP-växellådsoljor. När kolväteinnehåll och EP-additiv kombineras med krav på köldflexibilitet väljs i stället ACM (polyakrylat) eller FVMQ (fluorsilikon). Ett viktigt varningsexempel: en bas-silikon kan klara ren mineralolja hjälpligt men fallera specifikt på additivpaketet, så ett additivbyte i kundens oljeformulering kan underminera en tidigare fungerande silikontätning.

Silikon mot syror och baser: motstridiga uppgifter Trelleborgs kemikaliekompatibilitetsguide rankar VMQ som A (mycket god lämplighet, resistent) mot natriumhydroxid/kaustiksoda generellt, utan uppdelning i utspädd och koncentrerad lut. Samtidigt anger ett kommersiellt VMQ-datablad rakt ut att silikon inte är lämpligt för syror eller baser (alkalier) över huvud taget. Detta är omtvistat: beständigheten är sannolikt compound- och koncentrationsberoende, och en generell rating ersätter aldrig kvalitetsspecifik leverantörsverifiering.

Mot syror är bilden inte kategorisk. Trelleborg rankar VMQ som U (olämplig) mot koncentrerad salpetersyra, mot saltsyra och mot batterisyra (utspädd svavelsyra), men VMQ får B (god) mot svavelsyra i intervallet 0 till 50 %. Mot samma batterisyra får FKM och EPDM däremot A (lämpliga). "Silikon tål inte syror" är alltså en rimlig tumregel, men den stämmer inte för svavelsyra upp till 50 %.

Gaspermeabilitet: silikonets definierande särdrag Silikon är bland de mest gaspermeabla elastomererna som finns, vilket är en nackdel för gastäta tätningar men en avsedd egenskap i membran. Silikonets gaspermeabilitet är cirka 30 gånger högre än naturgummis och cirka 400 gånger högre än butylgummis. PVMQ (fenylsilikon) ligger något lägre, med syre 0,492 mot VMQ:s 0,660.

Som kvantitativ kontrast är TPV betydligt tätare: Santoprene TPV har syrepermeabilitet 36 till 65 (ASTM D1434, enheten cm³ per 645 cm² × 0,5 mm × 24 h vid 0,11 MPa) beroende på hårdhetsgrad, vilket tillverkaren anger som i samma klass som konventionell EPDM. Metoderna (ASTM D1418-index för VMQ mot ASTM D1434 för TPV) är inte direkt jämförbara, men storleksordningen är entydig: silikon är olämpligt för gastäta tätningar, medan TPV och EPDM är förhållandevis gastäta.

Silikonets mekaniska egenskaper och kompressionsset Silikon har låg drag-, riv- och nötningshållfasthet och rekommenderas inte för dynamiska O-ringstätningar på grund av låg rivstyrka och hög friktion. Ett primärt VMQ 60 ShA FDA-datablad anger draghållfasthet 6,9 MPa (ASTM D412) och brottöjning 249 % (ASTM D412) samt specifik vikt 1,219 g/cm³ (ASTM D297).

Silikonets styrka är i stället kompressionsset vid hög temperatur. Samma primära VMQ 60 ShA-datablad ger kompressionsset 11 % vid 22 h och 175 °C (ASTM D395B). Detta stämmer väl med referensdata för VMQ 70 ShA, som anger kompressionsset typiskt 12 % vid 22 h/175 °C mot en spec-gräns på 30 %, alltså runt 11 till 12 % vid 175 °C. Påståendet att silikon håller kompressionsset under 10 % upp till 250 °C är däremot optimistiskt: det gäller på sin höjd specialhärdade högtemperatursilikoner, och det bör inte lyftas till ett produktpåstående utan ett datablad med matchande D395-villkor.

Livsmedels- och medicingrader: fyra icke-utbytbara regelverk En återkommande kundfråga är om en livsmedelsgodkänd silikon också duger medicinskt, och svaret är nej per default. FDA 21 CFR 177.2600 reglerar renhet och extraherbarhet för gummiartiklar avsedda för upprepad livsmedelskontakt och är ett livsmedelskontaktkrav, inte ett medicinskt biokompatibilitetskrav. Medicinska och farmaceutiska tillämpningar kräver separat och strängare dokumentation, USP Class VI (toxicitet/irritation vid biologisk kontakt) och/eller ISO 10993, som inte ingår automatiskt bara för att en kvalitet är livsmedelsgodkänd. De europeiska livsmedelskontaktmotsvarigheterna är BfR-rekommendation XV för silikoner och EU-förordning 1935/2004, med en Declaration of Compliance för spårbarhet. Dessa fyra regelverk (FDA 177.2600, BfR XV, USP Class VI, ISO 10993) är inte utbytbara, och en kund som frågar om medicingodkännande måste specificera vilket som avses.

TPE-gränslandet: TPV kvantitativt mot vulkat gummi Termoplastiska elastomerer (TPV, TPU, TPS/SEBS, TPO) konkurrerar med vulkat gummi i lägre temperaturregister genom processekonomi och återvinningsbarhet, men deras kvantitativa akilleshäl är kompressionsset vid förhöjd temperatur. Santoprene TPV har kompressionsset 14 till 39 % vid 22 h/25 °C och 17 till 65 % vid 22 h/100 °C över hårdhetsspannet 55A till 40D (ASTM D395 Method B, 25 % deflektion), och värdena stiger ytterligare vid 125 °C. För de mjukare graderna (55A till 80A) ligger kompressionssetet 17 till 39 % vid 100 °C, medan de hårdare graderna kryper mer (87A: 52 %, 40D: 65 %). Detta står i kontrast mot välkomponderat vulkat EPDM eller silikon, som typiskt klarar tydligt lägre kompressionsset vid samma villkor (VMQ 11 % vid 175 °C, EPDM 17 % vid 125 °C).

Santoprene TPV rekommenderas av tillverkaren för kontinuerlig tjänst upp till 135 °C och kortvarigt upp till 150 °C, med markant egenskapsförlust vid 150 °C efter 30 dagars åldring: 55A-graden tappar 75 % av sin brottöjning efter 1000 h vid 150 °C. TPU har generellt högre kompressionsset än TPV med en tydlig försämring redan mellan 70 och 80 °C, medan EPDM-baserad TPV ligger närmast vulkat gummi i denna egenskap. Den exakta brytpunkten är osäker. Standard-SEBS (TPS) och COPE ligger sämre till, men saknar kvantitativt underlag i det material som funnits tillgängligt.

TPV:s styrkor: densitet, köldflex och utmattning Där TPV vinner mot vulkat gummi är vikt, köldegenskaper och dynamisk utmattning. Santoprene TPV har specifik vikt 0,94 till 0,98 mot EPDM 1,2 och CR/CSM 1,4, vilket ger 15 till 30 % lägre vikt vid samma applikationsvolym. Santoprene TPV har spröhetspunkt under -80 °C för den mjukaste 55A-graden och -34 °C för den hårdaste 50D-graden (ASTM D746), där mellangraderna 64A till 87A ligger mellan -57 och -63 °C, jämförbart eller kallare än polykloropren (-43 °C) och nitrilgummi (-40 °C). I Ross flex-test (ASTM D1052) visade Santoprene TPV ingen sprickpropagering efter över 2 miljoner cykler, medan referensvulkanaten CR, EPDM och CSM alla failade snabbt. Detta är TPV:s tydligaste mekaniska styrka mot vulkat gummi.

Santoprene TPV har draghållfasthet 4,4 MPa (55A) till 27,6 MPa (50D) och rivstyrka 19 till 90 kN/m vid 25 °C, fallande till 7,3 till 64 kN/m vid 100 °C (ASTM D624), med brottöjning 330 till 600 %. Rivstyrkan vid rumstemperatur ligger alltså i samma spann som silikon, men TPV ärver polypropenmatrisens kemiska svaghet: TPV angrips av samma kolväten som löser PP, en svaghet gummifasen ensam inte har.

När TPE är rätt och när det är fel TPV (och TPE generellt) är rätt val när processekonomi väger tungt, ingen vulkanisering krävs, cykeltider ligger i sekunder och över 95 % materialutnyttjande uppnås genom omgranulering, när återvinning är ett krav, vid 2K-formsprutning mot styvt termoplastsubstrat, och när drifttemperatur och statisk kompression är måttliga (under cirka 100 °C utan permanent hög deflektion). Vid måttlig temperatur räcker TPV:s kompressionssetnivå (17 till 39 % vid 100 °C/22 h för mjukare grader) för många praktiska tätningar, och dynamisk böjbelastning är TPV:s hemmaplan.

TPE är fel val vid kontinuerlig drift över 135 °C kombinerat med statisk kompression, eftersom TPV:s kompressionsset stiger snabbt och irreversibel nedbrytning sker inom veckor till månader mot 150 °C. TPE är också fel val när applikationen kräver silikonets temperaturspann (-50 till +230 °C) eller dess biokompatibilitet i renaste form, när kemisk exponering löser den termoplastiska fasen, eller vid permanent hög statisk deflektion i en O-ringstätning vid förhöjd temperatur över år. I de fallen är vulkat gummi (silikon, FKM, EPDM) fortfarande förstahandsvalet.