Dr. Silicone (Hvordan jeg lærte at stoppe bekymrende og elske siloxanobligationer) - 💡 Fix My Ideas

Dr. Silicone (Hvordan jeg lærte at stoppe bekymrende og elske siloxanobligationer)

Dr. Silicone (Hvordan jeg lærte at stoppe bekymrende og elske siloxanobligationer)


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Redaktørens bemærkning: Samantha Rose er en uddannet designer, ikke en materialforsker, men da hun indså, at der var en niche på markedet, der skulle fyldes som en sand maker, ønskede hun at lære alt, hvad hun kunne om materialer og fremstilling, der var nødvendig . Vi mødte hende på World Maker Faire New York, hvor hun delte historien om sin rejse til proff.

Jeg nåede til en spatel fra en skuffe i mit køkken. Jeg havde på en eller anden måde akkumuleret seks eller syv at vælge fra. Måske har du også en skuffe - nogle spatler med silikoneblade, nogle med plastik, nogle med almindelige træhåndtag, nogle med metal eller plast eller bambus. Da jeg scannede dem, utilfreds, undrede jeg mig: Hvorfor har jeg syv spatler, og hvorfor er de alle så utilstrækkelige?

Jeg tog en op. Silikoneblad: Fleksibel, varmesikker, farverig. Træhåndtag: Brændt og skævt fra opvaskemaskinen. Jeg trak adskilt bladet og håndterer for at finde nogle tørrede rester fra den sidste brug. Jeg tænkte: "Hvorfor gør de ikke bare dem ud af et stykke?"

En unibody silikone spatel var svaret. Det ville ikke brænde eller smelte på komfuret eller vride i opvaskemaskinen. Det ville være problemfrit og stærkt og let at rengøre. Men det eksisterede bare ikke. Jeg kiggede i butikker overalt, uden held. At vide hvad jeg ved nu, måske var det prisen - de er dyre at producere! Men så igen, måske var det bare, at ingen virkelig havde tænkt over det hele så meget før. Under alle omstændigheder ønskede jeg en. Jeg ville lave en.

Således begyndte en toårig søgen efter silicone ekspertise og spatel perfektion. Jeg ønskede at lave en spatel, der varede for evigt, med FDA-godkendt fødevarekvalitets silikone og en højvarmepåvirkning. (Jeg formede et par prototyper derhjemme og tænkte på, at hvis det fungerede rigtigt, ville jeg lave et par til venner og familie som gaver. Modellerne var seje, men manglede polsk.) Når jeg først traf beslutningen om at flytte til en professionel producent, mere interessante spørgsmål opstod. Hvordan optimerer vi fleksibiliteten i bladet? Hvilket materiale skal vi bruge i kernen for at give det balance og minimere varmefastholdelse? Og mest af alt: hvor varmebestandigt kan vi få det til at være?

Da F & U-fasen fortsatte, blev spørgsmålet om varmebestandighed i fødevaresikre silikoner noget af en fascination. Nogle redskaber har krav på så lavt som 350 ° F og andre op til 800 ° F på deres emballage. Der er dusinvis, hvis etiketter siger 600 ° F, 650 ° F eller 700 ° F. Variationen i temperaturkrav er stor og forvirrende. Når alt kommer til alt - og det ved jeg, fordi jeg nu er en siliconeekspert - er der et begrænset antal "ingredienser", der kan gå i silikone, der kvalificerer sig som fødevaresikker under FDA-regulativer. Tilføj de forkerte ting, og du vil ende med en elastomer, der er i stand til at modstå højere temperaturer, men bedre egnet til kontakt med jetbrændstof end røræg.

Jeg læste og googlede og læste lidt mere - alt for at finde de bedste "tilgængelige" materialer. Jeg interviewede flere videnskabsmænd med betydelig teoretisk og praktisk viden om silikone egenskaber. Jeg sendte prøver til et laboratorium til test.

Den hårde videnskab bag termisk stabile elastomerer er fascinerende og måske bedst tilbage til Robert A. Rhein, som skrev en omfattende gennemgang af emnet på vegne af Naval Weapons Center i Kina Lake, Californien. Som du måske har afledt fra den forrige sætning, fyren er en bona fide raketforsker. Og i en 42-siders rapport udarbejder han et resumé af siliconeelastomerer, der omhandler deres termiske stabilitet, som testet i en inert atmosfære, i luften eller i nærværelse af vand (hver tilstand giver naturligvis forskellige resultater). Hans betænkning blev min bibel, endelig leder mig til den konklusion, at husstands mærker, der fortæller dig, at deres silikone er varmebestandig over 550 ° F, er bare ret forkert.

Det er vigtigt at påpege forskellen mellem "stabilitet" og "reaktivitet" her. Inert-atmosfære test måler stabiliteten af ​​silikonen alene. Virkelig brug skal overveje reaktivitet, oftest med ilt og vand. En træspatel vil charme, fordi den reagerer med ilt; Ved langvarig eksponering vil det bryde ned og frigøre gasbiprodukter, og så vil disse gasser kombinere med ilt - det er kemisk, hvad der sker, når det tager ild. Testning i en inert atmosfære (argon eller nitrogen) giver en reproducerbar, kontrolleret måling, men det kan ikke bruges alene til at evaluere sikker brugstemperatur af noget materiale. "Ved tallene" viser disse inerte atmosfæreforsøg et højere resultat - et resultat der viser stabilitet, men ikke reaktivitet. Et resultat, der er fascinerende for mig som en nørd, men ikke så nyttig for mig som en hjem kok.

I et virkeligt madlavningsmiljø (dvs. uden for inertgassprøvningskammeret i en laboratorieindretning) er de faktiske varmebestandighedsbegrænsninger ret smalle for fødevaresikre silikoner, og lander dig i området på 400 ° F for langvarig eksponering. Øjeblikkelig varme omkring 525 ° F er okay. Over 550 ° F ser du på meget hurtig nedbrydning. På molekylær skala omarrangeres polymerkæder og gasbiprodukter undslipper; I den makroskopiske skala ændres fysiske egenskaber som farve, tekstur og skørhed permanent. Ved 986 ° F vil en prøve, der er testet i nærværelse af ilt, nedbrydes fuldstændigt - resterende modificerede polymerer og gas biprodukter vil være alt, hvad der forbliver.

Så hvorfor hævder nogle virksomheder højere temperaturer? Kalk det op til markedsføring. Hypotetisk kan visse laboratorieforsøg udført i inert atmosfære give et højere antal til en ellers velmenende markedsføring exec beslutninger om hvad der skal skrives på et stykke emballage. Og større lyder bedre. Men det ser ikke ud til at være rimeligt for forbrugerne, hvis køkkener er fyldt med ilt og flammer frem for argongas. Her er det retfærdigt: Vi bruger alle de samme silikoner. Alle os køkken mærker. Fødevaresikker silikone har et begrænset antal ingredienser og dermed et begrænset antal egenskaber og egenskaber. Og det er alle varmebestandige til et sted omkring 450 ° F-525 ° F. Det er en rækkevidde baseret på kogemiljøet, og hvor lang tid materialet udsættes for varme og en lang række andre faktorer.

På GIR (Get It Right) valgte vi at udgive 464 ° F som vores "officielle" varmebestandighedstemperatur. Det er et konservativt skøn. Du kan gå til 525 ° F øjeblikkeligt uden nogen negative virkninger. Men for langvarig eksponering, og for den slags tunge brug vil vi fortaler for vores "uforgængelige" spatler, 464 ° F er en mere troværdig tærskel. Jeg kan godt lide at tænke på det som en hastighedsgrænse - det er en retningslinje designet til at holde dig sikker. Hold den under 464 ° F, og du kan vende væk fra ovnen, hugge en anden løg og komme tilbage uden at bekymre dig om at brænde din hånd, når du samler den op. Test hastighedsgrænsen, hvis du vil, men bare ved at du skal være ekstra opmærksom, når du kører hurtigt. Forbrændingspunktet for hver almindelig madolie er i øvrigt langt under denne grænse. Praktisk taget ville du ødelægge din middag, før du kunne have nogen indflydelse på spatelens strukturelle integritet.

Denne dybe dykke i silikoneforskning har i sidste ende informeret vores produktdesign og fremstillingsprocessen, men præsenterer også en interessant markedsudfordring. Det er svært at føle sig som den eneste i værelset, som har gjort den tildelte læsning. Især når svarene er unnvikende og fortjener timer efter undersøgelsens timer. Markedsføreren i mig ønsker, at vores spatler skal være varmebestandige til 600 ° F. Men de kan ikke være - det virker bare ikke sådan. Når du ser det på andres emballage, skal du ikke købe det. Hvis du spørger Samantha, Chief Science Officer, vil jeg fortælle dig, at videnskaben altid vinder, og at du ikke bør tro på alt, hvad du læser (medmindre det er skrevet af en raketforsker).

Vi laver nye produkter nu, der bevæger sig ud over spatler og til sidst ud over køkkenet. For at finansiere venture og dele vores historie, er vi på Kickstarter med en kampagne for mini, skinny og pro spatler, og udvider til en komplet linje af flippers, skeer og skrabere. De er næsten uforgængelige, og ja - de er alle varmebestandige til 464 ° F, ligesom min forskning sagde, at de ville være.

Hacking din egen uddannelse er en varm sætning i disse dage, og jeg tror du kunne sige det er, hvad jeg gjorde for at blive en silicone ekspert. For det første holdt jeg det sjovt. Jeg trak viden fra en række kilder, fokuseret på effektivitet og specificitet af søgning. Jeg var vedholdende, da det så ud som om der ikke var nogen faste svar, aldrig holdt tilbage fra at stille spørgsmål. Jeg relaterede det til noget håndgribeligt, make-able - at give viden et formål og lade det drive skabelsen. Og jeg lavede nogle telefonopkald. Dr. Rhine er heldigvis pensioneret i Californien, og han siger, at jeg gør det rigtige.



Du Kan Være Interesseret

Hvordan-til: DSLR-kamera hyggeligt

Hvordan-til: DSLR-kamera hyggeligt


Lav det sidste Build Series: Robot plantehjerne

Lav det sidste Build Series: Robot plantehjerne


Ferie Gave Guide: Personale Favoritter

Ferie Gave Guide: Personale Favoritter


Holiday Gift Guide: Mark's Made by Hand Guide

Holiday Gift Guide: Mark's Made by Hand Guide