矽膠英文為Silicone,是由矽礦磨成矽砂後提煉出二氧化矽,是一種高活性吸附材料。不溶於水和任何溶劑,無毒無味,化學性質穩定,除強鹼、氫氟酸外不與任何物質發生反應。矽膠因其製造方法不同而形成不同的結構特性。它的特點包括:高吸附性能、熱穩定性好、化學性質穩定、有較高的機械強度。矽膠因其防水絕緣的特質也非常符合工業上密封與按壓的需求,可以確保產品的穩定性。在耐溫上,矽膠可承受溫度從 -40℃到 230℃,加上其本身不具毒性,因此特別適合用於食品業及生物醫療領域。達豐正業是專業的矽膠工廠,專注於矽膠客製開發,使用的矽膠原料符合食品級矽膠標準,食品級矽膠產品經過台灣SGS檢驗,為客戶提供專業矽膠代工服務。


一.矽膠原料的組成

矽在地球表面的元素中存量(近二十八%)僅次於氧,主要成分為二氧化矽,是高純度金屬矽生產的重要基礎材料。矽礦磨成矽砂後經用碳熱法將矽砂及碳質還原劑在礦熱爐內進行冶煉製得出金屬矽(矽純度為97%~98%)。金屬矽又稱工業矽或結晶矽,是一種化學物質,也被稱作金屬二矽。它是由金屬元素鈉和矽元素組成的化合物,通常是白色或淡灰色的固體。它是一種非常穩定的化合物,具有高熔點和高硬度,可以用作工業和化學製造的基礎材料。電子元器件用的矽和有機矽都是從矽礦中提煉出來的。首先從矽礦中提煉出來的金屬矽是工業級的矽,然後工業級的矽經過進一步的提煉得到化學級的矽。最後,化學級的矽經過更進一步的提煉得到電子級的矽,它是用於製作半導體,以多晶、單晶形態呈現的高純度金屬矽(超純矽),工藝要求極高。(工業級的矽純度<化學級的矽純度<電子級的矽純度)

有機矽是一種由矽元素與碳元素組成的化合物。它的成分結構中包含有碳鍵,可以和其他有機物質連接在一起,因此有機矽可以用來製造各種含有矽和碳的有機化合物,例如樹脂和高分子材料。有機矽在化妝品和醫療產品中也常見,因為它具有防腐蝕、防氧化和抗菌的性質。

矽膠屬於有機矽,主成份為非晶態二氧化矽故稱矽膠(Silicone),中國大陸俗稱為硅膠(或硅橡膠 Silicone Rubber)。矽膠起源於美國道氏化學(DowChemica)與康寧玻璃(Coringglass)在1943年合資成立的道康寧公司(DowCoring Company)所研開出來。其良好的絕緣性、防水、耐溫候、耐老化、抗紫外線輻射、無毒等特性到今天被廣泛的使用且範圍越來越廣。矽膠具有優異的耐熱性和化學穩定性,因此在很多領域都有廣泛的應用。它不僅作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用,而且也用於民生各領域,其應用範圍已擴到:建築、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、醫藥醫療、食品加工行業等。食品級矽膠可以直接跟食品接觸,無毒,環保,無污染。食品級矽膠原料對本身安全要求非常高,原料需經符合SGS、CTI等檢測機構認,證符合FDA、LFGB等檢測標準,是一種值得信賴的原料。常見的食品級矽膠產品如矽膠禮品,矽膠日用品、矽膠廚房用品、飲水機、咖啡機導流管道、嬰兒奶瓶吸管、食品級矽膠碗、矽膠湯匙、矽膠吸管等。

(延伸閱讀:矽膠是什麼?深入瞭解矽膠原料的組成

二. 依矽膠成份可分為有機矽和無機矽兩大類

  • 有機矽是一種有機矽化合物,通俗的講就是化學家把石英砂中的矽和有機大分子結合起來,創造出一種“複合”新材料,人們叫它“有機矽”。有機矽既有無機物的特點,又有有機物的長處,能承擔其他材料難以負擔的任務。有機矽具有耐高低溫、耐氣候老化、電氣絕緣、耐臭氧、憎水、難燃、無毒無腐蝕和生理惰性等許多優異性能,有的品種還具有耐油、耐溶劑、耐輻照的性能。與其他高分子材料相比,有機矽產品的最突出性能是優良的耐溫特性、介電性、耐候性、生理惰性和低表面張力。
  • 無機矽學名叫做“二氧化矽微粉”是一種由矽土中的矽酸鈉與硫磺酸製成的無定型成品。無機矽由自然界中存在的礦物經洗滌、加工後成為粒狀或珠狀。它的結構非常像一個海綿體,由互相連通的小孔構成一個巨大的表面積的毛細孔吸附系統,能吸附和保存水氣。無機矽膠是一種高活性吸附材料,通常是用矽酸鈉和硫酸反應,並經老化、酸泡等一系列後處理過程而製得

三.矽膠原料的用途類型

矽膠產品主要分為工業用、生活用、醫療用三類,矽膠工廠會根據產品的用途去使用合適的原料,如工業級、食品級或醫療級矽膠。

工業級矽膠即常用的一般矽膠,主要用於工業上,常用於一些機械,電子,汽車以及農工行業的一些配件,對耐高溫、耐震動、耐化學性、耐老化、延展性、回彈與拉伸力度比較要求。工業用的矽膠氣味比較大,因工業級的產品對環保要求沒這麽嚴,且不是用於食品藥品行業,所以產品不需要檢測食品級認證。同時工業使用上較不在意顏色是否均勻是否有黑點之類的雜質,因此價格最為便宜。

工業級矽膠泛用於航空、電子、石油、化工、機械、電器、精密零配件、輸油管道、家用電器密封。

食品級矽膠原料採用氣相法製作,也稱為氣相膠。它的主要性能就是能達到更高純度的環保效果以及各方面性能功效得到提升,比如拉力,耐溫度,抗老化力度,產品的質感等等,與普通膠相比氣相膠的作用更廣泛更強大。食品級矽膠可以直接跟食品接觸,無毒,環保,無污染。食品級矽膠對本身安全要求非常高,食品級矽膠原料需經符合SGS、CTI等檢測機構認證符合FDA、LFGB、ROHS、REACH、NSF等檢測標準,是一種值得信賴的原料。常見的食品級矽膠產品如矽膠禮品,矽膠日用品、矽膠廚房用品、矽膠廚具、矽膠餐具、矽膠食物袋、食品級矽膠管、矽膠夾紗管、食品矽膠模具、蛋糕模具、巧克力模具、飲水機管道、咖啡機導流管道、嬰兒奶瓶吸管、食品級矽膠碗、矽膠湯匙、矽膠吸管等。

醫級矽膠形變小,析出物少,壁厚均勻度精密,產品化學性能穩定,耐試劑性能良好,可耐弱酸弱堿、耐化學試劑、藥液、酒精等,具有無毒、與其他材料無黏著能力、能經受多次蒸煮消毒的特點。醫療級矽膠產品要求是顏色單一,對組織細胞的傷害盡可能地小,沒有因遷移而傷害藥品性能的化合物存在。醫療級矽膠管會和各式各樣藥品、組織細胞及生物生物體相碰觸,並經常在高溫、髙壓規範下或在各式各樣分析化學消毒劑中進行殺菌消毒;有的還務必在低溫規範下進行長期性貯藏,對矽膠製品的物理工業設備性能和分析化學性能穩定性要求苛刻。

部分材料通過生物相容性細胞毒性測試,符合ISO10993 USP Class VI標準,具有優質的透氣性率或替代性透氣性率,耐天氣脆化及耐殺菌消毒性能高品質。它可長期接觸人體內部,作為整型和醫療檢測儀器管等,穩定性更好,品質效果更好。醫療級矽膠是三種用途裡最貴的一種材質,主要用於醫療衛生器械配件,如醫療導管,引流管、導尿管、透析管、醫療矽膠定製吸球、醫療矽膠負壓引流球、醫療級顯影劑矽膠管、醫療級矽膠呼吸管等。醫療級矽膠採用抑菌設計,抗菌矽膠提供使用保護性達到滅菌效果,保障使用安全。

四.食品級矽膠與普通矽膠的差別

1.食品級矽膠從成型工藝上區分

普通矽膠原料采用最傳統的硫化劑加工,雖然產品無毒無氣味等各方面性能;但是普通矽膠製品有個致命的缺點,就是隨著時間的增長如果不對產品不保養的話普通矽膠會發生黃變或暗紋。而食品級矽膠採用進口矽膠原料、雙組分加成型硫化機加工製得在各方性能都比普通矽膠很多,比如在長期使用的情況下也不會發黃變或者暗紋等現象的。

2.食品級矽膠從應用範圍上區分

普通矽膠最常用在環保的工業用品、配件和汽車配件、電器配件上;食品級矽膠被廣發應用在醫療衛生用品、日常生活用品(如矽膠廚具、矽膠禮品等)、嬰兒用品等安全環保級別要求較高的領域上。

3.食品級矽膠從表面和使用性能上區分

普通矽膠無法達到一些性能效果,比如:溫度範圍-40~230°長期使用不會黃變、退化;一般的普通矽膠在矽膠製品廠家考慮到時間和加工成本上硫化工藝不會做的很好,所以普通矽膠是存在很大的氣味的;表面不透明同時也會存在粘灰塵的現象,總而言之普通矽膠是遠遠達不到食品級矽膠做出來的產品性能的。

普通矽膠材質也並不是非常差,在日常用品當中普通矽膠原材料所能達到的標準要求對矽膠雜件,矽膠密封製品,矽膠電子配件等等都可以達到一定的使用壽命,在回彈與拉伸力度上可達到實用的範圍,所以對於普通膠料的運用常用於一些機械,電子,汽車以及農工行業上一些配件比較常見,壽命的標準也算是可觀的!

食品級矽膠材質的作用就比較廣闊了,常見的矽膠禮品,矽膠日用品以及廚房用品等等都是採用食品級矽膠製作,食品級矽膠它的主要性能就是能達到更高純度的環保效果以及各方面性能功效得到提升,比如味道無味,耐熱,抗老化力度,壽命較長,產品的質感較佳等等,與普通膠相比食品級矽膠的作用更廣泛更強大。

不要誤會,矽膠≠塑膠≠橡膠

十多年前矽膠產品即開始普及,但卻常被誤認為塑膠或橡膠產品。矽膠產品的問世旨在取代具污染性的塑膠和橡膠。前者與後兩者最大的差別,在於塑膠和橡膠產品遇熱會釋出有毒物質,矽膠在製作過程有毒成份即已被完全釋放抽離,且本身可耐230度的高溫。塑膠和橡膠有壽命的限制,使用一段時間即會變硬、變脆。矽膠安全又耐用,可大幅減少資源消耗。