El caucho de silicona líquida (LSR) se diferencia del caucho de silicona sólida. El LSR es un material líquido que se somete a altas presiones y temperaturas para la fabricación de piezas terminadas. Como resultado, este elastómero tiene un tiempo de curado más rápido y mayor precisión que el caucho de silicona sólida.
Además, gracias a su flexibilidad, el caucho de silicona líquida permite fabricar productos con diseños complejos y detalles finos. Este artículo explora el caucho de silicona líquida, sus tipos y las industrias en las que se aplica.
¿Qué es el caucho de silicona líquida?
El caucho de silicona líquida (LSR) está compuesto de siloxano (Si–O–Si) , lo que le confiere una gran resistencia al calor y a los productos químicos. Su curado con catalizadores a base de platino da como resultado productos más resistentes, transparentes y limpios que los obtenidos con métodos tradicionales. Este proceso produce un material con excelente resistencia, transparencia y sin residuos.
El caucho de silicona líquida (LSR) no es simplemente caucho de silicona en estado líquido . Se forma mediante el curado de las largas cadenas de polisiloxano con platino y peróxido . Estos catalizadores crean enlaces cruzados que refuerzan la resistencia a la tracción y al desgarro del elastómero.
Como resultado, el LSR se compone de cadenas poliméricas cortas de bajo peso molecular. Además, este tipo de caucho de silicona presenta mejores propiedades de flujo.
El LSR se procesa mediante moldeo por inyección líquida . Primero, la materia prima líquida se mezcla en partes iguales a partir de dos componentes distintos. Luego se inyecta en un molde caliente a través de un sistema de canal frío.
Gracias a su flexibilidad de diseño, el moldeo por inyección de LSR es adecuado para la fabricación de productos con geometrías complejas en grandes cantidades.
¿Cuáles son los diferentes tipos de goma de silicona líquida?
1. Caucho de alta consistencia (HCR)
El caucho LSR de alta consistencia también se conoce como caucho vulcanizado a alta temperatura o caucho curado térmicamente. Este elastómero posee largas cadenas poliméricas de alto peso molecular. Este tipo de caucho se fabrica en lotes a altas temperaturas.
Las propiedades clave del HCR incluyen sus excelentes propiedades eléctricas, resistencia térmica y resistencia a la intemperie.
Además, los aisladores HCR poseen excelentes propiedades mecánicas , lo que los hace idóneos para sistemas de transmisión de energía.
2. Moldeo por inyección de líquidos (LIM)
El caucho sintético de alta resistencia (LSR) se fabrica mediante moldeo por inyección líquida. Este proceso permite crear productos de caucho de alta calidad con diseños complejos y elaborados.
Además, el LIM LSR es biocompatible, consistente y preciso. La flexibilidad de diseño de este elastómero lo hace ideal para producir piezas de diversas formas y tamaños.
3. Vulcanización a temperatura ambiente (RTV)
El caucho laminado en caliente (LSR) vulcanizable a temperatura ambiente es un tipo de LSR que cura a temperatura ambiente sin necesidad de calor adicional. Generalmente, durante la fabricación del LSR RTV, se utiliza un catalizador de platino para endurecer el caucho.
Por consiguiente, el RTV LSR es adecuado para aplicaciones que no requieren calor . Entre las propiedades de este LSR se incluyen una baja deformación permanente por compresión , resistencia química, aislamiento eléctrico y alta estabilidad térmica.
4. Caucho de fluorosilicona (FSR)
La estructura molecular de la fluorosilicona LSR contiene flúor. El flúor refuerza las propiedades del LSR, mejorando su resistencia a productos químicos, combustibles y aceites.
Además, este tipo de LSR puede soportar altas temperaturas y posee excelentes propiedades físicas como flexibilidad y alta resistencia al desgarro.
Debido a que el LSR de fluorosilicona puede soportar temperaturas altas y bajas , se utiliza en aplicaciones de sellado y juntas con condiciones de funcionamiento extremas.
5. LSR autoadhesivo
El LSR autoadhesivo puede adherirse a otros sustratos sin necesidad de un agente adhesivo. Este tipo de LSR contiene una resina de silicona reactiva que mejora la adhesión a diversos sustratos, como vidrio, metales y plástico.
Además, este tipo de LSR cura rápidamente y posee buena flexibilidad y resistencia química. El LSR autoadhesivo es especialmente adecuado para aplicaciones de sobremoldeo y aplicaciones que requieren la unión de dos materiales diferentes , incluido el caucho de silicona.
6. LSR de grado médico
El proceso de fabricación del LSR de grado médico sigue normas estrictas para garantizar su idoneidad para aplicaciones médicas . Este tipo de LSR es biocompatible, no tóxico y estéril.
¿Cuáles son las ventajas del caucho de silicona líquida?
- Biocompatibilidad
El LSR es biocompatible e inerte. Este elastómero no reacciona con los fluidos corporales ni provoca reacciones alérgicas . Además de su biocompatibilidad, el LSR se puede esterilizar sin alterar sus propiedades físicas ni químicas.
Este elastómero se utiliza en la industria médica para fabricar diversos dispositivos médicos , como implantes, aparatos respiratorios, de ortodoncia y ortopédicos. Estos dispositivos mejoran la calidad de vida, brindan comodidad a los pacientes y reducen el riesgo de reacciones alérgicas.
- Flexibilidad de diseño
El LSR es flexible y se puede moldear en diferentes formas y tamaños complejos . Este elastómero tiene baja viscosidad y alta precisión.
Por lo tanto, permite rellenar moldes para crear diseños complejos con una calidad uniforme. La flexibilidad de diseño del LSR se aprovecha con frecuencia en las industrias médica, de productos de consumo y automotriz.
- Propiedades físicas y resistencia química
El caucho de silicona líquida ofrece una resistencia superior al desgarro (hasta 35 kN/m), una resistencia a la tracción (hasta 12 MPa) y una elongación a la rotura superior al 300 %. Su estructura molecular inerte resiste los ataques químicos, la absorción de agua y el crecimiento microbiano.
A diferencia de muchos termoplásticos o elastómeros orgánicos, el LSR mantiene su elasticidad en un amplio rango de temperaturas, desde -60 °C hasta +230 °C.
¿Cuáles son las aplicaciones comunes del caucho de silicona líquida?
Como se mencionó anteriormente, las propiedades del LSR lo hacen ideal para diversas aplicaciones . Diferentes industrias que utilizan este elastómero incluyen:
Motorium
Las juntas y sellos para automóviles se fabrican con LSR. Este elastómero también se utiliza para fabricar componentes y conectores que amortiguan las vibraciones.
Ideal para sellos debajo del capó, carcasas de sensores y ojales de arneses de cables debido a su resistencia a los rayos UV, al calor y a la vibración.
Aeroespacial
LSR se utiliza para fabricar tuberías, sellos y juntas para aplicaciones aeroespaciales.
Electrónica
Los componentes electrónicos, como sellos, conectores y teclados, se fabrican con materiales LSR . Teclados aislantes, juntas impermeables y conectores sobremoldeados para entornos hostiles.
Bienes de consumo
El LSR se utiliza en la industria de bienes de consumo para fabricar utensilios de cocina, artículos deportivos y productos para bebés . Auriculares, chupetes, boquillas de ducha: todo gracias a su suavidad, biocompatibilidad y cumplimiento con la normativa de la FDA.
Sector Sanitario
Los instrumentos quirúrgicos, los catéteres, las mascarillas , las bombas de infusión, los tubos médicos y las jeringas son algunos de los dispositivos médicos fabricados con caucho de silicona líquida (LSR, por sus siglas en inglés).
Se utiliza en mascarillas respiratorias, catéteres, bombas de infusión y válvulas quirúrgicas debido a su esterilidad, su naturaleza hipoalergénica y su capacidad para ser esterilizado mediante autoclave, radiación gamma o óxido de etileno.
¿Cómo fabricar productos de caucho de silicona líquida?
Las gomas de silicona líquida son flexibles y se pueden moldear para crear diferentes productos mediante diversos procesos . Los métodos más comunes para fabricar gomas de silicona líquida incluyen la inyección, la compresión y el moldeo por transferencia.
Moldeo por inyección
El proceso de moldeo por inyección consiste en inyectar LSR mezclado en la cavidad de un molde. Este molde suele tener la forma del producto deseado. Una vez que el elastómero llena el molde, comienza a curarse y solidificarse.
El moldeo por inyección líquida (LIM) es la forma más eficiente de producir en masa componentes de LSR de precisión. El proceso utiliza un sistema de circuito cerrado para dosificar, mezclar e inyectar materiales LSR de dos componentes en moldes precalentados. En comparación con el moldeo por compresión o transferencia, el LIM ofrece:
– Tiempos de ciclo más cortos (tan solo 20 segundos)
– Mínimo desperdicio (<2%)
– Moldes sin rebabas para líneas de separación limpias
– Desmoldeo robótico totalmente automatizado y posprocesamiento en línea (recorte, marcado)
Moldeo por compresión
En el moldeo por compresión , la mezcla de LSR no se inyecta en el molde. En cambio, se prepara antes de colocarla en la cavidad del molde.
Tras cerrar la cavidad del molde, el material se somete a alta presión y temperatura aplicadas mediante una prensa hidráulica.
Este proceso luego cura y solidifica el material. Después de la solidificación y el enfriamiento, se elimina el producto de caucho terminado.
A diferencia del moldeo por inyección, el moldeo por compresión tiene un costo inicial bajo. Además, genera una mínima cantidad de residuos y los productos terminados presentan una alta resistencia a la tracción. Sin embargo, el moldeo por compresión requiere plazos de entrega más largos que el moldeo por inyección y es menos preciso.
Transferencia de moldeo
En el proceso de moldeo por transferencia, el LSR se mezcla con pigmentos y agentes de curado antes de calentarlo. A continuación, el material se carga en un recipiente de transferencia y se coloca en una prensa.
Tras aplicar presión al recipiente de transferencia, un bebedero fuerza el material LSR hacia la cavidad del molde . A continuación, se calienta el molde para curar y solidificar el elastómero. Una vez curado, se retiran los productos finales.
El moldeo por transferencia es idóneo para la fabricación de formas complejas de alta resistencia. Además, el proceso ofrece alta precisión y calidad constante.
Sin embargo, la desventaja del moldeo por transferencia es que solo es adecuado para tiradas de producción pequeñas y requiere una elevada inversión inicial.
La siguiente tabla resume las diferencias entre el moldeo por inyección, el moldeo por compresión y el moldeo por transferencia.
| Método | Ventajas | Desventajas |
|---|---|---|
| Moldeo por inyección | Altas tasas de producción | Maquinaria compleja y costosa |
| Control preciso sobre el flujo de material | Opciones de materiales limitadas | |
| Residuos mínimos | ||
| Moldeo por compresión | Producción de alto volumen | Baja precisión dimensional |
| Uso eficiente del material. | Mayor tiempo de procesamiento | |
| Bajo consumo de energía | Opciones de materiales limitadas | |
| Transferencia de moldeo | Producción de alto volumen | Maquinaria compleja y costosa |
| Control preciso sobre el flujo de material | Opciones de materiales limitadas | |
| Residuos mínimos | Plazos de entrega prolongados |
Conclusión
El caucho de silicona líquida es versátil y se utiliza para la fabricación de diversos productos en diferentes industrias.
Gracias a sus excelentes propiedades , este material es apto para aplicaciones médicas, automotrices, alimentarias y de bienes de consumo. Dado que existen diferentes tipos de LSR , lo ideal es elegir el que mejor se adapte a su aplicación y proceso de moldeo.
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