Quando si parla di gomma, la gomma siliconica è unica nel suo genere. È famosa per essere molto resistente anche in situazioni difficili. Grazie alle sue proprietà e alla capacità di servire a molti scopi, la gomma siliconica è una scelta eccellente per numerosi settori. È diventata una scelta fondamentale in molti settori, da quello medico a quello automobilistico. Inoltre, la gomma siliconica è spesso utilizzata per realizzare strisce di tenuta.
L'elastomero di silicone ha molte buone qualità, ma anche alcuni limiti. Quando si sceglie un materiale adatto, è meglio considerare tutti questi aspetti. Questo articolo tratta dei diversi tipi di gomma siliconica, delle loro applicazioni e delle loro proprietà.
Che cos'è la gomma siliconica?
È necessario capire la differenza tra silicone e silicone.
Il silicio è un elemento chimico con numero atomico 14 e simbolo Si. È ampiamente utilizzato nell'elettronica e nei semiconduttori, compresi i chip delle schede madri delle CPU, le piastre solari e altri accessori elettronici.
Il silicone, invece, è un polimero sintetico di silicone, ossigeno e idrocarburi. È un materiale flessibile, simile alla gomma, di cui si parla in questa sezione.
La gomma siliconica è famosa perché possiede le qualità sia del silicone che della gomma. È molto resistente al calore, al freddo e ai danni circostanti, il che la rende una buona scelta per molti usi. La si può trovare nei beni di consumo, nelle automobili, nelle attrezzature mediche e nell'edilizia.
La gomma Si è disponibile in molte forme e dimensioni. Si può realizzare un gel, una resina, un liquido o una gomma. Si può preparare in base alle esigenze dell'applicazione, qualunque essa sia. Di conseguenza, la gomma siliconica è comunemente utilizzata anche in altre situazioni. Sigillanti, adesivi, lubrificanti, dispositivi medici, strumenti per la cottura e pentole da forno sono alcuni esempi.
Come si produce la gomma siliconica?
Il silicone è un materiale flessibile utilizzato in molti contesti industriali. Il processo di produzione prevede diverse fasi. Ecco una descrizione completa delle cinque fasi di produzione del silicone.
Fase 1: isolamento del silicio dalla silice
Il silicio è l'ingrediente principale della gomma. La prima fase del processo consiste nell'estrarre il silicio dalla silice.
Durante questo processo di estrazione, di solito si verificano diverse reazioni chimiche ad alte temperature. Spesso questo processo viene chiamato riduzione della silice. Si sa già che la sabbia di silice è composta da SiO2.
Durante il processo, il carbonio viene aggiunto a un forno elettrico ad arco. In questo modo si producono gas di silicio e monossido di carbonio, che vengono nuovamente raffinati per raggiungere il livello di purezza desiderato per la produzione di silicone.
Fase 2: Combinazione di polvere di silicio con cloruro di metile
Dopo aver rimosso e pulito il silicio, lo si mescola con il cloruro di metile. La formula chimica del cloruro di metile è CH3Cl. Questa è una delle fasi cruciali della produzione di gomma siliconica.
Questa miscela avviene solitamente in un recipiente di reazione. Il silicio e il cloruro di metile possono reagire chimicamente meglio in un ambiente controllato. Il prodotto di questo processo è il dimetildiclorosilano, ovvero (CH3)2SiCl2. Affinché la polimerizzazione del silicone avvenga, è necessario che esso venga prima prodotto.
Fase 3: Distillazione della miscela
In questa fase la miscela di cui sopra viene sottoposta a distillazione. In genere separa e purifica i composti di silicio desiderati.
Per questa fase, la miscela deve essere riscaldata fino all'ebollizione. Questo fa evaporare le parti, poi il gas si raffredda e si trasforma in liquido. Questo processo consente di isolare specifici composti di silicio dalla miscela di reazione.
Fase 4: Aggiunta di acqua
L'acqua viene aggiunta alle molecole di silicio pulite dopo la distillazione. L'aggiunta di acqua è la prima fase del processo di idrolisi.
L'idrolisi crea acido cloridrico (HCl) e di-silanolo (Si-OH). La creazione di di-silanolo è necessaria per la successiva polimerizzazione del silicone.
Fase 5: Polimerizzazione del silicone
Infine, il di-silanolo va incontro a reazioni di condensazione. In questa fase, si formano legami silicio-ossigeno-silicio (Si-O-Si). Si ha così la formazione di polimeri di silicio.
Inoltre, questo processo di polimerizzazione avviene solitamente in un ambiente controllato. In questo caso, la temperatura, la pressione e il catalizzatore corretti contribuiscono a una produzione efficace. Questi fattori garantiscono che la gomma siliconica finale abbia le qualità desiderate.
Come i gruppi organici classificano le gomme siliconiche?
Le gomme siliconiche possono essere suddivise in diversi gruppi in base ai gruppi organici.
Nell'ultima parte abbiamo discusso il processo di produzione della gomma Si. Abbiamo quindi ottenuto un elastomero siliconico con gruppi -CH3 collegati agli atomi di silicio. Nel processo abbiamo utilizzato il cloruro di metile.
Le gomme siliconiche sono quindi raggruppate in base ai gruppi organici collegati agli atomi di silicio. Questi gruppi devono essere collegati tra loro nelle catene polimeriche.
Questi gruppi organici modificano le qualità della gomma siliconica. Grazie a queste qualità uniche, l'elastomero di silicone è prevalente in diverse applicazioni. Le gomme siliconiche possono essere suddivise in tre gruppi principali in base alla loro composizione chimica.
Tipo 1: gomma metilsiliconica
È noto anche come polidimetilsilossano. Contiene gruppi metilici collegati ad atomi di silicio. Questo tipo di gomma è prevalente per gli elastomeri, gli o-ring in silicone, le rondelle in silicone, i rotoli in silicone e i prodotti medicali. tubazione.
Tipo 2: gomma siliconica fenilica
Contiene gruppi fenilici (-C6H5) collegati ad atomi di silicio. Sono in grado di resistere meglio al calore, alla corrosione e alle radiazioni, per cui possono essere utilizzati nei sistemi elettrici e automobilistici.
Tipo 3: Gomma vinil-silicone
Gli elastomeri siliconici possono essere suddivisi in tre gruppi principali in base alla loro struttura molecolare. Ogni tipo ha caratteristiche uniche, ma tutti sono abbastanza flessibili da soddisfare le diverse esigenze dei clienti e delle aziende.
Tipi di gomma siliconica in base alla struttura molecolare
In base alla loro struttura molecolare, gli elastomeri siliconici possono essere suddivisi in tre gruppi principali. Ogni tipo ha caratteristiche uniche, ma tutti sono abbastanza flessibili da soddisfare le diverse esigenze dei clienti e delle aziende.
Tipo 1: Vulcanizzato ad alta temperatura (HTV)
Di solito, la gomma siliconica HTV deriva da un processo di polimerizzazione a 150°Celcius. Spesso viene chiamato processo di polimerizzazione ad alta temperatura. Durante questo processo, le catene polimeriche si collegano per formare una rete tridimensionale. Ciò mantiene il materiale stabile alle alte temperature e lo rende resistente.
La gomma siliconica HTV è ideale per realizzare strisce di tenuta e guarnizioni.
Tipo 2: vulcanizzato a temperatura ambiente (RTV)
Ma l'RTV subisce un processo di vulcanizzazione a temperatura ambiente. In questo modo si riduce la necessità di apparecchiature che polimerizzano con il calore.
Questo tipo di gomma siliconica è noto per essere utilizzato per la realizzazione di stampi.
Tipo 3: Gomma siliconica liquida (LSR)
La gomma siliconica liquida è composta da due parti: un polimero di base e un agente indurente. A temperatura ambiente, reagisce per formare un elastomero flessibile. Nella maggior parte dei casi, per produrre silicone liquido si utilizza lo stampaggio LSR.
Questo elastomero siliconico può essere utilizzato in ambito ospedaliero, per la cura dei bambini e in situazioni di contatto con gli alimenti.
Vantaggi della gomma siliconica
Il silicone è composto da silicone, ossigeno e diversi gruppi organici. Ogni tipo ha le sue caratteristiche positive, ma tutti garantiscono sicurezza alle alte temperature, resistenza chimica e flessibilità. Alcuni tipi sono anche di grado alimentare, quindi possono essere utilizzati nei settori della preparazione degli alimenti, farmaceutico o medico.
Resistenza alle temperature estreme
La gomma siliconica può essere utilizzata a diverse temperature. Per questo motivo, è molto diffusa nei luoghi in cui le temperature variano spesso.
Inerzia chimica
L'elastomero di silicone è anche molto resistente agli agenti chimici. Funziona bene con oli, acidi, basi e solventi, il che lo rende eccellente per l'uso nei settori chimici.
Eccellente isolamento elettrico
Gli elastomeri siliconici hanno anche un'elevata resistenza elettrica, che li rende ideali per l'uso in applicazioni elettriche. Ne sono un esempio gli o-ring e gli elastomeri in silicone utilizzati nelle custodie elettriche.
Resistenza ai raggi UV e all'ozono
L'elastomero siliconico resiste anche ai raggi UV e all'ozono. I raggi UV della luce solare sono la causa principale del degrado della gomma. Per questo motivo, la gomma siliconica può essere utilizzata all'esterno.
Flessibilità ed elasticità
La gomma siliconica rimane flessibile ed elastica a diverse temperature e pressioni. Consente al prodotto di mantenere la sua forma e la capacità di chiudersi anche dopo essere stato compresso più volte.
Biocompatibilità
La gomma siliconica è biocompatibile, il che significa che può lavorare in sicurezza con i tessuti viventi ed essere utilizzata in applicazioni mediche e sanitarie. Gli impianti, i tubi e i dispositivi medicali sono usi comuni della gomma siliconica.
Durevole e di lunga durata
Tutti i vantaggi sopra descritti indicano che la gomma siliconica è durevole. È eccellente nel resistere all'invecchiamento, agli agenti atmosferici e al degrado nel tempo. Offre indubbiamente prestazioni affidabili e una maggiore durata in varie applicazioni.
Svantaggi della gomma siliconica
La gomma siliconica presenta molti aspetti positivi, ma anche alcuni problemi. Innanzitutto, ha un costo maggiore rispetto ad altre gomme. In secondo luogo, l'elastomero siliconico potrebbe non essere adatto a impieghi che comportano un'elevata pressione. In terzo luogo, potrebbe non essere possibile scegliere tutti i colori desiderati.
Per questo motivo, nella scelta del materiale in gomma è necessario considerare le esigenze applicative.
Domande frequenti
Q1. Le gomme siliconiche sono riciclabili?
Sì, la gomma siliconica è riciclabile. Permette di riutilizzarla. Tuttavia, il riciclo di solito si traduce in un prodotto che non è buono come l'originale. È l'unico limite della riciclabilità della gomma siliconica.
Q2. La gomma di silicone è tossica?
No, è generalmente chiamato materiale non tossico. Non rilascia sostanze chimiche o tossine dannose per l'uomo. Per questo motivo, la gomma siliconica viene utilizzata nell'industria medica e alimentare.
Q3. La gomma siliconica è migliore della gomma naturale?
Per i suoi vantaggi, la gomma siliconica è migliore di altri materiali. Al contrario, la gomma naturale è più economica.