| 特性 | 液態(tài)硅膠（LSR） | PC 塑料 |
| 基礎(chǔ)成分 |
由硅氧鍵（Si-O）構(gòu)成的高分子聚合物，添加鉑催化劑交聯(lián)固化。 |
聚碳酸酯（PC），屬熱塑性工程塑料，含雙酚 A 結(jié)構(gòu)。 |
| 物理性能 |
- 耐溫范圍：-60℃~260℃（特殊配方可達 300℃）
- 硬度：Shore A 10~80
- 彈性模量：0.5~5 MPa
- 拉伸強度：3~12 MPa
- 斷裂伸長率：300%~800%
- 壓縮永久變形率：<10%（100℃×22h） |
- 耐溫范圍：-40℃~130℃
- 硬度：Shore D 80~90
- 彈性模量：2.2~2.4 GPa
- 拉伸強度：60~70 MPa
- 斷裂伸長率：120%~150%
- 壓縮永久變形率：<5%（130℃×22h） |
| 化學(xué)穩(wěn)定性 |
抗臭氧、紫外線、耐候性優(yōu)異，耐弱酸堿，對多數(shù)有機溶劑穩(wěn)定。 |
耐油、耐脂肪族烴，但易受芳香族溶劑（如甲苯）侵蝕，長期暴露于高溫高濕環(huán)境易水解。 |
| 生物相容性 |
符合 FDA、ISO 10993（細胞毒性、致敏性、植入毒性）認證，可用于醫(yī)療、食品接觸場景。 |
需通過 FDA 21 CFR 177.1580 認證，部分牌號含雙酚 A，醫(yī)療級需額外處理。 |
| 熱膨脹系數(shù) |
200×10??/℃（顯著高于 PC） |
67×10??/℃ |
-
工藝步驟：
- 基材預(yù)處理：金屬 / 塑料基材需噴砂（Ra 0.8-1.6μm）或涂覆硅烷偶聯(lián)劑（如 KH-560）增強粘結(jié)力。
- 模具設(shè)計：采用 S136 不銹鋼模具，表面鍍硬鉻（厚度 5-10μm），型腔精度 ±0.01mm，澆口直徑 0.3-0.8mm。
- 注塑成型：
- 設(shè)備：高精度 LSR 注塑機（如 KraussMaffei），配備真空系統(tǒng)（真空度＜10mbar）。
- 參數(shù)：料筒溫度 25-40℃，模具溫度 60-90℃，注射壓力 50-100bar，固化時間 10-30s。
- 后處理：冷凍去毛邊（-80℃液氮）、EO 滅菌（殘留量＜10ppm）或輻照滅菌（25-50kGy）。
-
技術(shù)難點：
- 粘結(jié)力不足：LSR 與 PC 極性差異大，需使用底涂劑（如道康寧 DC-3-6075）或等離子體活化基材表面。
- 氣泡缺陷：需優(yōu)化模具排氣設(shè)計（如分型線開槽深度 0.004-0.005mm），結(jié)合真空注塑減少氣泡。
- 尺寸偏差：LSR 熱膨脹系數(shù)高，模具需預(yù)留收縮率（2.5%-3%），采用模流分析（Moldflow）優(yōu)化填充路徑。
-
工藝步驟：
- 原料干燥：PC 吸水性強，需在 120℃干燥 4 小時（含水率＜0.02%）。
- 模具設(shè)計：采用 P20 或 H13 鋼材，表面拋光（Ra≤0.05μm），流道短而粗（直徑≥1.2mm）。
- 注塑成型：
- 設(shè)備：普通注塑機（如海天 MA 系列），螺桿長徑比 18:1-20:1。
- 參數(shù)：料筒溫度 280-320℃，模具溫度 80-100℃，注射壓力 130-180MPa，保壓壓力 60-90MPa。
- 后處理：噴涂 UV 漆（硬度≥3H）、電鍍或激光打標。
-
技術(shù)難點：
- 熔體粘度高：PC 流動性差，需高溫高壓注射，易產(chǎn)生熔接痕，需優(yōu)化澆口位置。
- 內(nèi)應(yīng)力控制：成型后需退火處理（120℃×2h）消除內(nèi)應(yīng)力，避免開裂。
- 表面缺陷：易產(chǎn)生銀紋、氣痕，需降低注射速度（30-50mm/s）并優(yōu)化冷卻水路。
| 行業(yè) | 液態(tài)硅膠包膠典型應(yīng)用 | PC 塑料注塑典型應(yīng)用 |
| 汽車 |
- 新能源汽車電池包密封（IP68 防水）
- 車載傳感器護套
- 方向盤防滑握把 |
- 車燈外殼（透光率＞88%）
- 儀表盤面板
- 安全氣囊罩 |
| 消費電子 |
- 手機防水按鍵（IP68）
- 智能手表表圈密封
- 耳機耳塞（舒適性貼合） |
- 手機中框（抗跌落強度＞1.5m）
- 筆記本電腦外殼
- VR 眼鏡鏡片（抗刮擦硬度＞3H） |
| 醫(yī)療 |
- 注射器活塞密封
- 導(dǎo)管頭端包膠金屬接頭
- 手術(shù)器械防滑握柄 |
- 醫(yī)用面罩（抗沖擊強度＞50J/m）
- 培養(yǎng)皿
- 血液透析器外殼 |
| 工業(yè)設(shè)備 |
- 真空泵密封圈（耐化學(xué)腐蝕）
- 高壓管道密封件（耐 1000kPa 壓力）
- 機器人關(guān)節(jié)緩沖墊 |
- 工業(yè)相機防護罩（耐 UV 老化）
- 流量計外殼
- 電機端蓋（阻燃等級 UL94 V-0） |
| 日用品 |
- 嬰兒奶瓶奶嘴（FDA 認證）
- 保溫杯密封圈
- 潛水鏡防水墊圈 |
- 運動水壺（抗摔性＞3m）
- 智能門鎖面板
- 電動工具外殼（耐油性） |
| 成本項 | 液態(tài)硅膠包膠 | PC 塑料注塑 |
| 模具成本 |
高（單套模具約 5 萬 - 20 萬元），適用于高精度、復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如多腔模）。 |
低（單套模具約 1 萬 - 5 萬元），適合大批量生產(chǎn)。 |
| 材料成本 |
高（液態(tài)硅膠約 120-200 元 /kg），但材料利用率達 98%（無流道廢料）。 |
低（PC 原料約 20-30 元 /kg），但流道廢料需回收（回收率≤50%）。 |
| 加工成本 |
中等（注射周期 10-30s），需真空系統(tǒng)和精密溫控。 |
低（注射周期 5-15s），普通注塑機即可。 |
| 后處理成本 |
高（冷凍去毛邊 0.5-1 元 / 件 + 滅菌 1-3 元 / 件）。 |
中等（噴涂 1-3 元 / 件 + 電鍍 5-10 元 / 件）。 |
| 單件成本 |
高（10-50 元 / 件），適合高附加值產(chǎn)品（如醫(yī)療、汽車）。 |
低（1-10 元 / 件），適合大規(guī)模量產(chǎn)（如日用品、消費電子）。 |
| 規(guī)模效應(yīng) |
批量＞10 萬件時成本顯著下降（模具分攤）。 |
批量＞50 萬件時成本優(yōu)勢明顯。 |
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LSR 包膠技術(shù)升級：
- 無溶劑底涂技術(shù)：如道康寧 Silquest® A-174，通過化學(xué)鍵合提升粘結(jié)力，減少 VOC 排放。
- 3D 打印定制包膠：采用 LSR 材料直接打印復(fù)雜密封結(jié)構(gòu)，無需模具，適用于小批量定制。
- 納米復(fù)合 LSR：添加石墨烯或碳納米管，提升導(dǎo)熱性（導(dǎo)熱系數(shù)＞1.0 W/m?K），用于新能源汽車電池散熱。
-
PC 注塑工藝創(chuàng)新：
- 微發(fā)泡注塑：通過超臨界 CO?發(fā)泡，減重 30% 且保持強度（如特斯拉 Model 3 內(nèi)飾件）。
- 光學(xué)級 PC：透光率＞91%，用于 AR/VR 頭顯透鏡，替代玻璃材料。
- 生物基 PC：采用植物基原料（如甘蔗渣），碳足跡降低 40%，符合歐盟綠色新政。
| 決策維度 | 優(yōu)先選擇 LSR 包膠 | 優(yōu)先選擇 PC 注塑 |
| 性能需求 |
- 高彈性（如密封件）
- 耐極端溫度（-60℃~260℃）
- 生物相容性（醫(yī)療、食品）
- 抗紫外線老化（戶外應(yīng)用） |
- 高剛性（如結(jié)構(gòu)件）
- 透明性（如光學(xué)部件）
- 抗沖擊（如安全防護）
- 阻燃性（如電子外殼） |
| 成本控制 |
中高成本（單件＞10 元），適合高附加值產(chǎn)品。 |
低成本（單件＜5 元），適合大規(guī)模量產(chǎn)。 |
| 生產(chǎn)批量 |
中小批量（1 萬～10 萬件），模具分攤成本可接受。 |
大批量（＞50 萬件），規(guī)模效應(yīng)顯著。 |
| 環(huán)保要求 |
可回收（LSR 廢料可裂解再生），符合 RoHS、REACH。 |
可回收（PC 廢料可造粒回用），但含雙酚 A 需特殊處理。 |
| 典型案例 |
特斯拉 Model Y 電池包密封件（IP68 防水）、美敦力心臟起搏器導(dǎo)管接頭。 |
iPhone 15 中框（抗跌落強度＞2m）、西門子醫(yī)療 CT 機外殼（阻燃等級 UL94 V-0）。 |
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LSR 包膠風(fēng)險：
- 粘結(jié)失效：需嚴格控制基材表面粗糙度（Ra 0.4-1.2μm），并進行粘結(jié)強度測試（≥2N/mm²）。
- 氣泡缺陷：采用真空注塑（真空度＜10mbar），并優(yōu)化模具排氣設(shè)計（如分型線開槽深度 0.004mm）。
- 滅菌后性能衰減：選擇耐輻照 LSR 牌號（如信越 KE-1310），并驗證滅菌后拉伸強度保留率≥80%。
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PC 注塑風(fēng)險：
- 內(nèi)應(yīng)力開裂：成型后需退火處理（120℃×2h），并避免銳角設(shè)計（R 角≥1.5mm）。
- 表面銀紋：降低注射速度（30-50mm/s），提高模具溫度（80-100℃）。
- 水解老化：避免長期暴露于高溫高濕環(huán)境（如洗碗機），選擇改性 PC（如添加抗水解劑）。
液態(tài)硅膠包膠與 PC 注塑成型各有技術(shù)優(yōu)勢和適用場景：
- LSR 包膠以高彈性、耐溫性和生物相容性見長，適用于醫(yī)療、汽車等高可靠性領(lǐng)域，但成本較高。
- PC 注塑以高強度、透明性和經(jīng)濟性為核心，適合消費電子、工業(yè)設(shè)備等大規(guī)模量產(chǎn)場景。
企業(yè)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品性能需求、成本預(yù)算和生產(chǎn)規(guī)模綜合評估，必要時可采用復(fù)合工藝（如 PC 基材 + LSR 包膠），兼顧剛性與密封性能。未來，隨著材料創(chuàng)新（如自修復(fù) LSR、生物基 PC）和工藝升級（如 AI 模流分析、數(shù)字化工廠），兩者的應(yīng)用邊界將進一步拓展。
硅膠制品注射成型 
