¿Qué es el caucho de silicona?
El caucho de silicona es un tipo de elastómero o material similar al caucho. Su composición principal es la silicona, que a su vez es un polímero. Los fabricantes utilizan diferentes formulaciones para mezclar esta silicona con otros materiales como oxígeno, carbono e hidrógeno. Esto da como resultado varios tipos de caucho de silicona ideales para diversas aplicaciones.
La composición única y la versatilidad del caucho de silicona ofrecen numerosas ventajas. Ajustando sus rellenos y otras propiedades, es posible reducir costos sin sacrificar la calidad.
Esta flexibilidad también permite el desarrollo de cauchos de silicona personalizados que cumplen con los estrictos requisitos de las normas alimentarias y médicas . Esta combinación de adaptabilidad, flexibilidad y cumplimiento normativo convierte al caucho de silicona en un material óptimo para una amplia gama de aplicaciones en diversas industrias.
Su versatilidad es solo una de las muchas cualidades que hacen que el caucho de silicona sea tan popular hoy en día. También es valioso por su durabilidad, estabilidad y su naturaleza no reactiva , incluso tras la exposición a temperaturas extremas y productos químicos.
Puede soportar temperaturas de entre -55 y 300 °C (entre -70 y 570 °F) sin perder sus propiedades más importantes.
El moldeo por inyección de caucho de silicona también es muy sencillo. Por eso se puede encontrar en diversas formas y tamaños. Se le puede añadir color y ajustar la transparencia según las necesidades del diseño.
La silicona puede satisfacer todos los requisitos para aplicaciones automotrices, reparaciones domésticas, sellos , almacenamiento de alimentos , utensilios de cocina e incluso requisitos de grado médico.
¿Cómo surgió el caucho de silicona?
El primer elastómero de silicona se destinó inicialmente a motores y generadores eléctricos. El objetivo era encontrar un material aislante mejor que pudiera sustituir a las fibras de vidrio impregnadas de resina, muy populares en aquel entonces. El problema que intentaban solucionar era la incapacidad de la resina fenólica para soportar las altas temperaturas a las que estaban expuestos los motores eléctricos de menor tamaño.
Los químicos de General Electric y Corning Glass comenzaron a buscar materiales más resistentes al calor para solucionar este problema. Finalmente, decidieron probar polímeros de silicona. El nuevo material ha demostrado que su estructura puede soportar temperaturas extremas.
Tras este descubrimiento, los químicos encontraron la manera de producir silicona comercialmente . Decidieron llamar a este descubrimiento silicona, lo cual es un nombre inapropiado.
El sufijo -uno se utilizaba para designar la sustancia cuyo esqueleto principal era el átomo de oxígeno con doble enlace . Esto se debía a que, inicialmente, los químicos creían erróneamente que los átomos de oxígeno se enlazaban de forma diferente en la silicona. Sin embargo, tras estudios posteriores, se determinó que los cauchos de silicona debían denominarse polisiloxanos.
A medida que el caucho de silicona ganaba popularidad, se pudo utilizar para más aplicaciones. A principios de la década de 1950, la producción en masa de silicona se había vuelto más importante.
Tipos de caucho de silicona
Hay dos maneras de clasificar el caucho de silicona. Una es a través de su estructura molecular y la otra a través de su forma primaria.
Clasificación a través de la composición
La goma de silicona es tan versátil que se puede crear utilizando diferentes grupos orgánicos. Puede ser metilo, fenilo, vinilo u otros grupos. Generalmente, la elección dependerá de la aplicación específica de la goma de silicona.
Según la norma ASTM D1418 , que clasifica oficialmente el caucho, el caucho de silicona tiene estas clasificaciones dependiendo de su estructura molecular.
- grupo metiloEste grupo lleva otras identificaciones, como elastómero de dimetilsilicona, caucho de metilsilicona o la referencia más corta, MQ. base y estructura más simple de silicona.
- Grupo de metilo y viniloEste grupo también tiene otros nombres, como elastómero de vinil metil silicona. Se puede identificar como VMQ. Estos son ideales para ambos aplicaciones de alta y baja temperaturaNo es tóxico, puede conservar su estructura original a pesar de la exposición a la luz solar y es altamente Resistente a la descomposición por hongos.
- Grupo metilo y feniloEste se denomina elastómero de metilfenilsilicona. Un nombre más común es caucho de fenilsilicona. También conocido como PMQ, esta composición es... Excelente para aplicaciones de baja temperatura.
- Grupo metilo, fenilo y viniloEsto también lleva el nombre PVMQ, Conocido por su excelente rendimiento a bajas temperaturas. Con la introducción del fenilo, las propiedades térmicas del caucho de silicona mejoran significativamente, lo que le permite conservar su estructura a pesar de la exposición a temperaturas gélidas.
- Grupo fluoro, vinilo y metiloEl caucho de fluorosilicona, caucho fluorado o FVMQ, tiene propiedades que lo hacen altamente resistente a productos químicos como aceite, combustible, ácidos, álcalis y otros. disolventes no polaresEs un tipo de elastómero de larga duración que es relativamente estable y resistente a la compresión a través de temperaturas extremas.
Clasificación por viscosidad y método de procesamiento.
La clasificación del caucho de silicona también puede realizarse según su viscosidad y el método de procesamiento al que se somete.
- Caucho de silicona sólida vulcanizada de alta temperatura (HTV): Este tipo de caucho de silicona tiene una composición que incluye polímeros con alto peso molecular y largo cadenas poliméricasPor lo general, no están curados y utilizan técnicas tradicionales para procesar el caucho orgánico.
- Caucho de silicona líquida (LSR): Caucho de silicona líquida (LSR) está hecho de polímeros con cadenas más cortas y menor peso molecular, dándole mayor flexibilidad. Se produce por moldeo por inyección or extrusiónMantiene su resistencia en un amplio rango de temperaturas. El LSR curado por calor es transparente y duradero.
- Caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente (RTV): Esta goma de silicona tiene dos tipos de composición: sistemas RTV-1 (monocomponente) o RTV-2 (bicomponente). Esto afecta el rango de dureza de la silicona, desde muy blanda hasta ligeramente más dura. Esto la hace ideal para aplicaciones de sellado, encapsulado o encapsulado.
Propiedades y características clave del caucho de silicona
La silicona es la principal referencia para una clase de polímeros inorgánicos. Posee propiedades y características excepcionales que la hacen ideal para diversos fines industriales. Sus propiedades se pueden modificar añadiendo diferentes grupos metilo a su cadena molecular.
Esto significa que es posible hacer que el caucho de silicona sea más flexible, soluble o resistente a productos químicos o a temperaturas extremas añadiéndole un material adecuado.
Pero, ¿cuáles son estas propiedades? Vamos a explorarlos individualmente para que puedas entenderlos mejor.
Propiedades generales del caucho de silicona.
Estas son las propiedades generales que puedes encontrar en la silicona.
- Es muy suave y maleable. Su durabilidad le permite conservar su estructura original. Sin agrietamiento, endurecimiento ni fatiga. Esto lo hace ideal para aplicaciones de alta presión que incluyen carga y descarga repetitiva.
- Tiene propiedades hidrofóbicas que pueden repeler el agua. Esto garantiza que partes o áreas específicas tengan protección contra fugas. Esto hace que el caucho de silicona sea un sellador eficaz, revestimiento impermeable, o aislamientoPuede hacer esto sin restringir la transpirabilidad.
- Sus cadenas moleculares tienen barreras de baja energía rotacional. Esto le permite moverse con gran flexibilidad cuando incluso se aplica una pequeña cantidad de energía.
- Es altamente resistente al envejecimiento. La durabilidad del caucho de silicona se debe a su capacidad para resistir la radiación UV, temperaturas extremas y exposición a sustancias químicas.
Propiedades físicas del caucho de silicona.
La composición exacta de la silicona permite utilizarla en diferentes procesos para crear diversos tamaños y formas , desde tubos y láminas hasta juntas , etc. A pesar de ello, no compromete sus valiosas propiedades físicas. Estas propiedades incluyen las siguientes:
- FlexibilidadLa combinación de silicona y oxígeno en la estructura de la cadena le otorga al material una flexibilidad increíble. Puede moverse, doblar, torcer y doblar Incluso después del fraguado y moldeado sin dañar su estructura original.
- DurezaLa dureza de la silicona se mide utilizando dos escalas: Shore OO para silicona blanda y esponjosa, y Shore A Para tipos más densos. Un rango común para siliconas más gruesas es de 30 A a 70 A, mientras que los grados de alto rendimiento pueden ser desde 10 A hasta 90 A.
- Color y acabadoEn su estado original, la silicona es blanca translúcida. Sin embargo, según el diseño, el producto de silicona puede aparecer en Varios colores y texturas.
- Propiedades electricas:La silicona posee excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, con una rigidez dieléctrica típicamente entre 20 y 30 kV/mm, lo que la hace ideal para aplicaciones de alto voltaje. La silicona también acepta rellenos conductores, lo que la convierte en un sellador eficaz para dispositivos electrónicos. Puedes usarlo como juntas tóricas EMI o almohadillas de transferencia de calor.
- Propiedades termalesEl caucho de silicona es tanto aislante térmico como conductor, dependiendo de su formulación. Su conductividad térmica suele oscilar entre 0.2 a 0.3 W/(m·K)Esto lo hace adecuado para productos de baja transferencia de calor, como tubos para aplicaciones de horno u otros dispositivos relacionados con alimentos.
- Alto punto de fusión:Dado que la silicona es un elastómero termoendurecible, iNo se derrite. Puede mantener su estructura mecánica incluso a temperaturas extremas. hasta 300 ° C.
Beneficios del caucho de silicona
Gracias a la anterior lista de propiedades, el caucho de silicona posee los siguientes increíbles beneficios.
- Resistencia al vapor y retardancia a la llama:La resistencia general del caucho de silicona al vapor, las llamas y el calor lo convierte en un material ideal para aplicaciones de alta temperatura como en situaciones de preparación de alimentos. Esto también lo hace adecuado para aplicaciones industriales que utilizar maquinaria y procesos que generen calor.
- Alta resistencia a la deformación por compresión:Debido a su proceso de curado, el caucho de silicona tiene una baja deformación por compresión, generalmente por debajo del 10% a 150°C. Por lo tanto, puede mantener su forma original y fuerza de sellado durante mucho tiempo después de ser comprimido.
- Calificaciones de grado alimenticio y grado médicoEntre otros materiales de caucho, el caucho de silicona puede superar los rigurosos requisitos de prueba para declararlo apto para aplicaciones alimentarias o médicas. Además, no utiliza materiales dañinos como... plastificantes o productos químicos como BPA.
- inercia:Esta es una de las propiedades que hacen que el caucho de silicona sea Ideal para fines médicos. No reacciona ni siquiera al interactuar con elementos biológicos y químicos. Esto significa que no se activará. reacciones alérgicas Incluso en contacto con la piel.
- Resiliencia y recuperación:El caucho de silicona es flexible y siempre... volver a su forma original Incluso después de torcerla, doblarla o plegarla. Sin embargo, esto dependerá de la dureza original de la silicona antes de su aplicación.
- Resistencia a la tracción: La resistencia a la tracción del caucho de silicona estándar está entre 5 y 10MPaAlgunos tipos de alta calidad pueden alcanzar hasta 1,500 psi. Y su elongación a la rotura puede variar entre 200% a 700%.
Aplicaciones de productos de caucho de silicona
Las propiedades de los productos de caucho de silicona los hacen ideales para diversas aplicaciones. Entre las aplicaciones típicas se incluyen las siguientes:
Motorium
Esta es probablemente la aplicación más común del caucho de silicona. Debido a su resistencia a la temperatura, a los productos químicos, a la rotura, al aislamiento eléctrico, etc., la industria automotriz lo utiliza para múltiples componentes.
Entre sus usos se incluyen juntas, sellos , selladores, neumáticos para bujías, intercambiadores de calor, cubiertas de motor, radiadores, tapas de válvulas y muchos más.
Alimentos y Productos de Consumo
El caucho de silicona es seguro para el contacto con alimentos. Su capacidad para repeler la descomposición por hongos y sus propiedades de sellado garantizan que no se produzcan fugas ni crezcan bacterias. Por ello, es un material excelente para envases de alimentos, utensilios de preparación, bandejas, moldes para hornear y otros electrodomésticos de cocina.
Electrónica
Las propiedades eléctricas del caucho de silicona lo convierten en el material o componente ideal para conectores, aislantes, unidades de control, etc. También es apto para aplicaciones de iluminación como difusores, reflectores, proyectores , moldes de lentes, etc.
El caucho de silicona es eficaz en estas aplicaciones porque sus propiedades de envejecimiento y resistencia a la temperatura lo hacen resistente al colapso por vacío.
Sector Sanitario
El caucho de silicona puede alcanzar una clasificación de grado médico debido a su inercia. Esto le confiere propiedades de biocompatibilidad que lo hacen seguro para su uso en tubos médicos, sellos, catéteres, juntas tóricas , empaquetaduras, membranas, mascarillas y otros componentes.
La propiedad de biocompatibilidad también hace que la silicona sea segura para cualquier aplicación que entre en contacto con la piel humana. Esto incluye boquillas, gafas, bandas, etc.
Conclusión
El caucho de silicona es versátil, duradero y seguro, lo que lo convierte en la opción ideal para soluciones de productos fiables y personalizadas. Con una resistencia térmica, flexibilidad y biocompatibilidad excepcionales, supera a muchos otros materiales. Por ello, se utiliza comúnmente en las industrias automotriz, médica, alimentaria y electrónica.
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