Estas son solo algunas de las preguntas que este artículo intentará responder.
¿Qué es el caucho de silicona?
Goma de silicona es un tipo de elastómero o material similar al caucho. Su composición principal es la silicona, que en sí misma es un tipo de polímero. Los fabricantes usan 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 brindan muchas ventajas. Al ajustar sus rellenos y otras propiedades, es posible disminuir los costos sin sacrificar la calidad. Esta flexibilidad también permite el desarrollo de gomas de silicona personalizadas que cumplen con los estrictos requisitos de los estándares de calidad alimentaria y médica. Esta combinación de adaptabilidad, flexibilidad y cumplimiento normativo hace que el caucho de silicona sea un material óptimo para una variedad de aplicaciones en diversas industrias.
Su versatilidad es solo una de las muchas cualidades que hicieron que el caucho de silicona fuera popular en la actualidad. También es valioso debido a su durabilidad, estabilidad y estado no reactivo, incluso después de temperaturas extremas y exposición química. Puede soportar temperaturas de -55 a 300 °C (-70 a 570 °F) sin perder sus propiedades más importantes.
Moldear caucho de silicona también es muy fácil. Es por eso que puedes verlo en varias formas y tamaños. Puede agregar color y ajustar la transparencia para adaptarse a los requisitos de diseño. La silicona puede cumplir con todos los requisitos para aplicaciones automotrices, reparaciones en el hogar, fines de sellado, almacenamiento de alimentos, productos para cocinar/hornear o incluso implantes y dispositivos médicos.
¿Cómo surgió el caucho de silicona?
El primer elastómero de silicona fue inicialmente para motores y generadores eléctricos. La intención era buscar un mejor material aislante que pudiera reemplazar las fibras de vidrio infundidas con resina que eran populares en ese momento. El problema que estaban tratando de resolver era la incapacidad de la resina fenólica para resistir la exposición a las altas temperaturas que eran comunes entre los motores eléctricos más pequeños.
Los químicos de General Electric y Corning Glass comenzaron a buscar mejores materiales resistentes al calor para resolver este problema. Esto eventualmente los llevó a probar polímeros de silicona. El nuevo material ha demostrado que su estructura puede soportar temperaturas extremas.
Después de este descubrimiento, los químicos encontraron una manera de producir comercialmente material de silicona. Decidieron llamar a este descubrimiento silicona, que es un nombre inapropiado. El -uno era para denotar la sustancia con el átomo de oxígeno con doble enlace como columna vertebral.
Esto se debe a que los químicos inicialmente pensaron erróneamente que los átomos de oxígeno se unen de manera diferente en la silicona. Pero después de más estudios, los cauchos de silicona deberían tener el nombre de polisiloxanos.
A medida que la goma de silicona creció en popularidad, se pudo usar más para diferentes aplicaciones. A principios de la década de 1950, la producción en masa de silicona se había vuelto más prominente.
Tipos de caucho de silicona
Hay dos formas de clasificar el caucho de silicona. Uno es a través de su estructura molecular y el otro es a través de su forma primaria.
Clasificación a través de la composición
El caucho de silicona es tan versátil que puedes crearlo usando diferentes grupos orgánicos. Puede ser metilo, fenilo, vinilo u otros grupos. Por lo general, la elección dependerá de la aplicación específica del caucho de silicona.
Sobre la base de la ASTM D1418 estándar que clasifica oficialmente el caucho, el caucho de silicona tiene estas clasificaciones dependiendo de su estructura molecular.
- grupo metilo. Este grupo lleva otra identificación, incluido el elastómero de dimetilsilicona, el caucho de metilsilicona o la referencia más corta de MQ. Es la estructura base y más simple de la silicona.
- Grupo de metilo y vinilo. Este grupo también tiene otros nombres como elastómero de silicona de vinilo de metilo. Se puede identificar como VMQ. Estos son ideales para aplicaciones de alta y baja temperatura. No 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 fenilo. Esto lleva el nombre de elastómero de silicona de metil-fenilo. Un nombre más común es caucho de silicona de fenilo. Además, con el nombre de PMQ, esta composición es excelente para aplicaciones de baja temperatura.
- Grupo metilo, fenilo y vinilo. Esto también lleva el nombre de PVMQ, conocido por su capacidad para funcionar bien a bajas temperaturas. Con la introducción del fenilo, las propiedades térmicas del caucho de silicona experimentan mejoras significativas, lo que le permite mantener su estructura a pesar de la exposición a temperaturas gélidas.
- Grupo fluoro, vinilo y metilo. El caucho de fluorosilicona, caucho fluorado o FVMQ, tiene propiedades que lo hacen altamente resistente a productos químicos como aceites, combustibles, ácidos, alcalinos y otros solventes no polares. Es un tipo de elastómero de larga duración que es relativamente estable y resistente a la compresión en temperaturas extremas.
Clasificación por viscosidad y método de procesamiento.
La clasificación del caucho de silicona también puede ser a través de su viscosidad y el método de procesamiento por el que pasa.
- HTV o caucho de silicona sólido vulcanizado de alta temperatura. Este tipo de caucho de silicona tiene una composición que incluye polímeros de alto peso molecular y largas cadenas poliméricas. Por lo general, estos no están curados y utilizan técnicas tradicionales en el procesamiento del caucho orgánico.
- LSR o Goma de Silicona Líquida. Este contiene polímeros que tienen un peso molecular más bajo. Eso significa que hay cadenas más cortas. Esto le permite mejorar sus propiedades de flujo. Esto usa el moldeo por inyección o proceso de extrusión en la producción. Este tipo de caucho de silicona puede mantener sus propiedades mecánicas a pesar de la exposición a una amplia gama de temperaturas. Dado que se cura con calor, esta silicona puede parecer transparente, tiene durabilidad y permite libertad en términos de diseño.
- Caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente o RTV. Este caucho de silicona tiene dos tipos de sistemas de composición RTV-1 (monocomponente) o RTV-2 (bicomponente). Esto afecta el rango de dureza de la silicona, desde muy suave hasta un poco más dura. Esto lo 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. Tiene notables propiedades y características que lo hacen ideal para diversos fines industriales. Puede manipular estas propiedades a través de los diferentes grupos metilo que puede sustituir a lo largo de los bordes de su columna vertebral.
Eso significa que es posible hacer que el caucho de silicona sea más flexible, soluble o resistente a los productos químicos y la temperatura agregando 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 agrietarse, endurecerse ni fatigarse. Esto lo hace ideal para aplicaciones de alta presión que incluyen carga y descarga repetitivas.
- Tiene propiedades hidrofóbicas que pueden repeler el agua. Esto asegura que partes o áreas específicas tengan protección contra fugas. Esto hace que el caucho de silicona sea un sellador eficaz, un revestimiento impermeable o un componente aislante. Puede hacer esto sin restringir la transpirabilidad.
- Tiene bajas barreras de rotación. Esto significa que su columna vertebral molecular tiene baja energía de rotación. Esto le da la capacidad más notable de hacer que el material sea increíblemente flexible.
- Es altamente resistente al envejecimiento. La durabilidad del caucho de silicona se debe a su capacidad para resistir la radiación ultravioleta, las temperaturas extremas y la exposición a productos químicos. Puede prosperar bien a pesar de las condiciones ambientales insatisfactorias.
Propiedades físicas del caucho de silicona.
La composición exacta de la silicona le permite usar diferentes procesos para crear varios tamaños y formas, desde tubos, láminas, juntas, etc. A pesar de esto, no comprometerá sus valiosas propiedades físicas. Estas propiedades incluyen lo siguiente:
- Flexibilidad. La combinación de silicona y oxígeno en el esqueleto de la cadena le da al material una flexibilidad increíble. Puede moverse, plegarse, doblarse y torcerse incluso después de colocarse y moldearse sin dañar su estructura original.
- Dureza. Dos escalas miden la dureza de silicona. Uno es Shore 00, que se refiere a describir esponja de silicona. El otro es Shore A que tiene una estructura más densa. Para el material de silicona grueso, la medida de dureza ideal es Shore 30A-70A. Puede ir tan bajo como 10 Shore A o tan alto como 90 Shore A, pero esto es solo para los materiales de silicona de grado superior. La dureza depende de la aplicación de la silicona.
- Color y Acabado. En su estado original, la silicona es de color blanco translúcido. Pero dependiendo del diseño, el producto de silicona puede aparecer en varios colores y texturas.
- Propiedades electricas. La silicona tiene propiedades aislantes y conductoras que la hacen ideal para entornos altamente eléctricos. La silicona puede aceptar rellenos conductores, lo que la convierte en un sellador eficaz para dispositivos electrónicos. Puede usarlo como juntas de protección EMI o almohadillas de transferencia de calor.
- Propiedades termales. La silicona también es térmicamente aislante y conductora. Esto lo convierte en un material excelente para productos de baja transferencia de calor, como tubos para aplicaciones de horno u otros dispositivos y equipos relacionados con alimentos. También es un material de interfaz térmica ideal para la electrónica.
- Alto punto de fusión. Dado que la silicona es un elastómero de termostato, no se derretirá. Puede mantener su estructura mecánica incluso a temperaturas de hasta 300° C.
Propiedades beneficiosas del caucho de silicona.
Gracias a la lista anterior de propiedades, el caucho de silicona posee increíbles características beneficiosas que incluyen las siguientes:
- Resistencia al vapor y retardante de llama. La resistencia general del caucho de silicona al vapor, las llamas y el calor lo convierte en un material excelente para aplicaciones de alta temperatura, como situaciones de preparación de alimentos. Esto también lo hace ideal para aplicaciones industriales que utilizan maquinaria y procesos que inducen calor.
- Calificaciones de grado alimenticio y grado médico. Entre los otros materiales de caucho, el caucho de silicona puede resistir los rigurosos requisitos de prueba para declarar un material aceptable para aplicaciones médicas o alimentarias. Tampoco utiliza materiales nocivos como plastificantes o productos químicos como BPA.
- Alta resistencia a la deformación por compresión. Esto es posible gracias al proceso de curado por el que pasa el caucho de silicona. Puede mantener sus propiedades mecánicas originales durante mucho tiempo.
- Inercia. Esta es una de las propiedades que hacen que el caucho de silicona sea ideal para fines médicos. No reacciona incluso si interactúa con elementos biológicos y químicos. Eso significa que no desencadenará reacciones alérgicas incluso al contacto con la piel.
- Resiliencia y rebote. El caucho de silicona es flexible y siempre volverá a su forma original incluso después de torcerlo, doblarlo o doblarlo. Pero esto seguirá dependiendo de la medida de dureza original de la silicona antes de su aplicación.
- Fuerza de Tensión. Algunos tipos de caucho de silicona pueden soportar un estiramiento de hasta el 700 %, pero esto es solo para grados excepcionales. Aún así, la resistencia a la tracción habitual de 200 a 1,500 psi lo convierte en un material duradero.
Aplicaciones de productos de caucho de silicona
Las propiedades de los productos de caucho de silicona los hacen ideales para diversas aplicaciones. Las aplicaciones típicas incluyen lo siguiente:
Automotriz
Esta es probablemente la aplicación más común del caucho de silicona. La industria automotriz lo utiliza para múltiples aplicaciones y piezas. Entre los usos se incluyen juntas, sellos, selladores, neumáticos para bujías, intercambiadores de calor, cubiertas de motor, radiadores, cubiertas de válvulas y muchos más.
Existe una preferencia por el caucho de silicona simplemente porque tiene capacidad climática, temperatura, resistencia química, resistencia al desgarro, aislamiento eléctrico, etc.
Alimentos y Productos de Consumo
El caucho de silicona es seguro para entrar en contacto con los alimentos. Su capacidad para repeler la descomposición por hongos y sus prácticas cualidades de sellado aseguran que no se produzcan fugas y que las bacterias no crezcan. Por eso es un material excelente para el envasado de alimentos, equipos de preparación, bandejas, moldes para hornear, hornos, otros electrodomésticos de cocina, etc.
Electrónica
Las propiedades eléctricas del caucho de silicona lo convierten en el material o componente ideal para conectores, aisladores, transmisión de energía, unidades de control o juntas de motor, etc. También es aplicable para aplicaciones de iluminación como difusores, reflectores, reflectores, molde de lente, etc.
El caucho de silicona es eficaz en estas aplicaciones porque sus propiedades de envejecimiento y resistencia a la temperatura las fluctuaciones lo hacen resistente al colapso por vacío.
Healthcare
El caucho de silicona puede alcanzar una calificación de grado médico debido a su inercia. Otorga al material propiedades de biocompatibilidad que lo hacen seguro como tubos médicos, sellos, catéteres, juntas tóricas, juntas, membranas, válvulas, caretas, cables, y más.
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 conocido por sus excelentes propiedades, lo que lo convierte en un material versátil adecuado para una amplia gama de aplicaciones. A medida que uno se familiariza con sus propiedades, el grado de su versatilidad se hace evidente. Por lo tanto, no sorprende que el caucho de silicona se utilice ampliamente en varios sectores, incluidos el transporte, la infraestructura y la atención médica.
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