¿Qué es el caucho de silicona (VMQ)?
El caucho de silicona es un caucho sintético elaborado a partir de cuarzo procesado y cloruro de metilo. Químicamente, está compuesto de silicio metálico, carbono, hidrógeno y oxígeno, unidos en forma de polímero. El nombre científico correcto del caucho de silicona es polidimetilsiloxano.
El caucho de silicona es un polímero de uso múltiple que se utiliza para una amplia variedad de aplicaciones. Tiene una excelente resistencia a la temperatura y puede soportar la mayoría de los daños ambientales.
¿Cómo se fabrica el caucho de silicona?
El metal de silicona, la base de los cauchos de silicona, existe comúnmente como cristales de cuarzo (SiO₄) que están muy presentes en la arena de la playa. Este mineral natural se procesa con varios productos químicos para producir un caucho de silicona elástico puro.
Los siguientes son los pasos básicos involucrados en la producción de caucho de silicona.
- Los cristales de cuarzo se calientan a una temperatura extrema en presencia de un catalizador de carbono. Los átomos de oxígeno en el enlace de cuarzo a los átomos de carbono, dejando atrás el metal de silicona pura.
- El metal de silicona ahora se calienta junto con el cloruro de metilo para formar la base de un caucho de silicona llamado dimetildiclorosilano.
- Luego, la base de silicona se destila en polidimetilsiloxano, el componente base de los aceites de silicona.
- El polidimetilsiloxano se puede polimerizar utilizando varias técnicas patentadas para fabricar caucho de silicona.
¿Qué es el caucho de fluorosilicona (FVMQ)?
El caucho de fluorosilicona es un derivado del caucho de silicona. Aquí se introducen átomos de flúor en la base de silicona para aumentar sus propiedades de compatibilidad química. Los grupos de flúor agregados disminuyen las propiedades mecánicas básicas de la fluorosilicona pero le otorgan una mayor resistencia a los productos químicos. El nombre científico de la fluorosilicona es fluorovinil metil siloxano o FVMQ.
El caucho de silicona resiste daños mecánicos y ambientales, pero se degrada rápidamente al exponerse a compuestos químicos como ácidos, gasolina, disolventes, etc. La silicona se utiliza en aplicaciones cotidianas, mientras que la fluorosilicona está especialmente diseñada para uso industrial.
¿Cómo se fabrica el caucho de fluorosilicona?
El caucho de fluorosilicona se fabrica utilizando técnicas de estampado especiales que no están ampliamente disponibles. Pero los pasos básicos involucrados en el proceso son los siguientes.
- El flúor se agrega a una base de vinilo (carbono-hidrógeno).
- Este compuesto de fluorovinilo se introduce luego en la base de silicona, dimetildiclorosilano, para producir FVMQ.
- Luego, el FVMQ se polimeriza usando técnicas industriales estándar en un caucho.
Propiedades de la fluorosilicona frente al caucho de silicona
Como derivado de la silicona, la fluorosilicona comparte muchas de las mismas propiedades materiales; ambos materiales tienen una excelente estabilidad a altas temperaturas y son resistentes al daño ambiental. Pero si miras más de cerca, puedes ver que las propiedades de los dos cauchos tienen pequeñas diferencias.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas se refieren a la capacidad de un material para resistir las fuerzas de impacto, el desgarro y el alargamiento. Una tabla simple compara las propiedades mecánicas (físicas) del caucho de silicona y fluorosilicona.
| Propiedades mecánicas | Silicona | Fluorosilicona |
| Dureza | 20-90 orilla A | 35-80 orilla A |
| Resistencia a la tracción | 200-1500 psi | 200-1500 psi |
| Alargamiento | 100-900% | 100-500% |
| Resistencia a la abrasión | Pobre | Pobre |
| Conjunto de compresión | Excelente | Bueno |
| Resistencia al impacto | Bueno | Bueno |
| Resiliencia | Bueno | Suficientemente bueno |
| Resistencia al desgarro | Suficientemente bueno | Suficientemente bueno |
| Amortiguación de vibraciones | Suficientemente bueno | Bueno |
De la tabla anterior, podemos concluir fácilmente que la silicona es un material de caucho mucho más rígido y resistente. Pero debe tenerse en cuenta que las propiedades de la fluorosilicona están solo ligeramente por detrás de la silicona. Para la mayoría de las aplicaciones, el caucho de fluorosilicona será más que una buena opción.
Debido a su escasa resistencia a la abrasión, ninguno de los materiales es adecuado para entornos difíciles con características de alta fricción.
Resistencia ambiental y térmica
El daño ambiental es causado por compuestos naturales como el agua, el ozono y la luz solar (UV). A continuación se muestra una tabla que compara la resistencia ambiental y las propiedades térmicas de la silicona y la fluorosilicona.
| Silicona | Fluorosilicona | |
| Colorabilidad | Excelente | Muy bueno |
| Llama | Muy bueno | Excelente |
| Permeabilidad a los gases | Pobre | Suficientemente bueno |
| Ozone | Excelente | Excelente |
| Luz del sol | Excelente | Excelente |
| Agua | Excelente | Excelente |
| Propiedades de temperatura | Silicona | Fluorosilicona |
| Resistencia al frío | -178º a -90º F | 400º a 550º F |
| Resistencia al calor | -85º a -70º F | 400º a 450º F |
Nuevamente, los dos materiales tienen propiedades similares, pero la silicona tiene una resistencia a la temperatura ligeramente mejor. Los productos de silicona pueden soportar un amplio rango de temperatura, ambientes con alta humedad y lugares donde se esperan daños por llamas.
La permeabilidad a los gases es la capacidad de un material para permitir el paso de gases a través de él. Una baja permeabilidad es deseable, ya que el caucho de silicona será hermético, permitiendo que los gases químicos lo atraviesen.
Aunque la fluorosilicona tiene propiedades muy parecidas, la ligera diferencia la descalifica como una opción potencial para aplicaciones médicas.
Resistencia química
Los materiales de caucho son frágiles a la degradación química. Los ácidos, los productos químicos alcalinos, los aceites vegetales y otros productos químicos disolverán el caucho o lo erosionarán con el tiempo. Aquí hay una tabla que compara la silicona y la fluorosilicona y su resistencia a varios productos químicos industriales.
| Resistencia química | Silicona | Fluorosilicona |
| ácidos | Bueno | Excelente |
| Álcalis | Bueno | Excelente |
| Aminas | Bueno | Pobre |
| Aceites vegetales | Muy bueno | Excelente |
| combustibles | Pobre | Excelente |
| Cetonas | Pobre | Pobre |
| Petróleo | Suficientemente bueno | Bueno |
| Refrigerante | Pobre | Bueno |
| Aceite de silicona | Pobre | Excelente |
| disolventes | Pobre | Excelente |
Aquí finalmente podemos ver algunas diferencias fundamentales entre los dos materiales de caucho. Hasta ahora, la silicona ha sido la mejor opción, pero cuando se trata de productos químicos agresivos, la fluorosilicona es la clara ganadora.
La silicona puede lidiar con los productos químicos diluidos ocasionalmente, pero se derretirá y disolverá debajo de cualquier otra cosa. El caucho de silicona no está diseñado para aplicaciones automotrices, ya que estaría constantemente expuesto a líquidos de frenos y aceites de petróleo.
En cambio, el caucho de fluorosilicona se distingue por sus propiedades únicas. Resiste prácticamente todos los productos químicos, salvo algunos excepcionales. Su resistencia a los daños causados por refrigerantes lo convierte en un material idóneo para juntas y sellos de refrigeradores.
Lista de aplicaciones
Si nos guiamos por las propiedades del material, la silicona y la fluorosilicona son excelentes opciones para aplicaciones comerciales y residenciales. Tienen una excelente resistencia al estrés mecánico y pueden operar en ambientes extremos. La fluorosilicona también tiene una excelente resistencia a los ácidos concentrados y puede resistir solventes y otros hidrocarburos aromáticos.
Pero el costo de la fluorosilicona restringe sus aplicaciones a casos especializados.
¿Para qué se utiliza el caucho de fluorosilicona?
El fluorosilicona se utiliza en diversas soluciones de sellado, como juntas, sellos , adhesivos, tubos y juntas tóricas. Lo que realmente importa es la aplicación industrial de estas soluciones.
Las siguientes aplicaciones de fluorosilicona están clasificadas por industrias. Cabe señalar que todas estas industrias utilizan los mismos sellos, juntas, juntas tóricas y más, pero para diferentes aplicaciones.
- Industria automotriz:
Debido a su excelente resistencia al calor, la industria automotriz utiliza juntas, juntas tóricas y sellos de fluorosilicona para bloques de motor. Otro beneficio de la fluorosilicona es su alta resistencia a la gasolina, líquidos de frenos y otros químicos automotrices.
- Industria de aceites de petróleo
La fluorosilicona es altamente resistente a los compuestos a base de petróleo. Por lo tanto, solo tiene sentido usar fluorosilicona para los sellos de los tanques de aceite y las mangueras para la transferencia de aceite.
- Electrodomésticos Comerciales
Los equipos comerciales grandes requieren sellos, juntas y adhesivos de alta calidad que puedan resistir daños. Dado que la mayoría de los equipos comerciales son bastante caros, el costo adicional de la fluorosilicona es insignificante en comparación con sus beneficios.
- Plantas de procesamiento químico
Las plantas químicas transportan constantemente grandes volúmenes de productos químicos peligrosos y dañinos en todo el país. Necesitan tubos de goma de alta calidad con buena resistencia al calor y pueden soportar la mayoría de los productos químicos como aceites, combustibles e hidrocarburos aromáticos.
¿Para qué se utiliza el caucho de silicona?
La principal ventaja del caucho de silicona es su bajo costo y su amplia gama de propiedades . Si bien algunos materiales alternativos podrían ofrecer mejores propiedades, la silicona seguirá siendo la opción preferida debido a su menor costo. Por ello, son demasiadas las aplicaciones de la silicona para enumerarlas en este artículo. A continuación, presentamos una lista de las aplicaciones más populares del caucho de silicona.
- Industria aeroespacial:
Debido a sus excelentes propiedades de resistencia térmica, el caucho de silicona se usa para juntas pequeñas y juntas tóricas para equipos limitados al espacio.
- Industria de construccion
Los sellos y recubrimientos de silicona son aplicaciones típicas que se usan en un sitio de construcción. El menor costo facilita el uso de grandes cantidades de silicona para cubrir bordes de ventanas, techos, etc.
- Industria electrónica
La silicona es un material versátil y de bajo costo que también es un aislante eléctrico. Como tal, verá que la silicona se utiliza para la adhesión y la carcasa electrónica.
- industria del juguete
Un material de juguete debe lograr dos cosas, ser barato y no tóxico. Las normas de salud y seguridad en todo el mundo prohíben la venta de juguetes con productos químicos agresivos (materiales). Afortunadamente, la silicona es un material no tóxico que se usa para hacer ruedas y muñecos de goma y recubrir bordes afilados.
- Industria médica:
La silicona también es uno de los pocos materiales que son de grado médico, lo que significa que se puede esterilizar sin afectar sus propiedades generales. Los tubos, sellos y ojales de silicona se usan comúnmente en equipos médicos y hospitalarios.
- Industria de alimentos y bebidas
La silicona de grado médico también es de grado alimenticio. Se usa comúnmente para sellos de botellas, recipientes herméticos para alimentos y empaques.
Conclusión
Cuando se trata de seleccionar el material de caucho adecuado para aplicaciones específicas, se necesita una cuidadosa consideración para evaluar las ventajas y desventajas de cada opción. Flouroicone, por ejemplo, ofrece una excelente resistencia a altas temperaturas y productos químicos, mientras que la silicona es conocida por sus propiedades eléctricas superiores. Ambos materiales de caucho tienen fortalezas y debilidades comprobadas.
En última instancia, la mejor elección de material depende de la aplicación y los requisitos específicos. Es esencial trabajar con un fabricante experto que pueda guiarlo a través del proceso y ayudarlo a seleccionar el material de caucho ideal.
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