Silicona - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

La Silicona,  también llamados polisiloxanos [-R2-Si-O] , es un compuesto sintético compuesto de siloxanos. La silicona está hecha de silicona, oxígeno y otros elementos como el hidrógeno y el carbono, la unión entre el silicio y el oxígeno es muy fuerte, pero muy flexible, esta es la razón por la que las siliconas pueden soportar altas T sin descomponerse, pero tienen una transición vítrea muy baja Tg. Las siliconas (hay muchas) son hidruros de silicona y oxígeno y son muy útiles para una amplia gama de aplicaciones. La silicona tiene una baja toxicidad y una alta resistencia al calor. Dependiendo de la estructura tenemos Polixilossano - sólido [tridimensional-reticulata] - gomoso - viscoso - líquido [lineal]. El silicio más común es el polidimetilsiloxano que, cuando se mezcla con ácido bórico, se vuelve flexible, fácil de moldear y muy elástico. Otras siliconas bastante comunes son el polimetilfenil siloxano y el polidifenil siloxano. La presencia de grupos fenilo hace que el polímero sea más flexible y con mayores propiedades lubricantes que la de los grupos metilo presentes.

Diferentes aplicaciones requieren de silicona para poseer diversas propiedades. El peso molecular de una silicona controla su viscosidad :

El polidimetilsiloxano (PDMS) es una silicona común que se usa comúnmente por sus propiedades repelentes al agua .

La simple adición de dos grupos metilo (cada uno de los cuales es -CH3) se convierte en un material de aceite o caucho". Según las normas ASTM D1418 e ISO 1629, están clasificadas :

MQ (polidimetilsiloxanos), Metilos (-CH3)

VMQ (polivinilmetilsiloxanos), Vinilos (-CH = CH2)

PVMQ (Polifenilvinilmetilsiloxanos) Fenilos (o C5H6)

FVMQ (polifluorovinilmetilsiloxanos o "fluorosiliconas") por fluoropropilo

El silicio, en la tabla periódica, pertenece al mismo grupo de carbono y tiene propiedades similares. Por lo tanto es capaz de formar largas cadenas poliméricas. En la década de 1970, sin embargo, se sintetizó un copolímero casi por casualidad, que gracias a los grupos fenilo no cristaliza, es soluble y, por lo tanto, puede procesarse. Los polisilanos son interesantes porque pueden conducir electricidad. También son altamente resistentes al calor, hasta 300 ° C.

La diferencia molecular entre el silicio y el silicona es simplemente carbono e hidrógeno, además del silicio y el oxígeno. Estas son sustancias importantes para una variedad de aplicaciones y para ser usadas en el mismo producto: el silicio se usa en circuitos integrados y las siliconas se pueden usar para sellar esos mismos circuitos.

Los pequeños cambios químicos tienen un gran impacto en las propiedades físicas de una sustancia. El silicio y el dióxido de silicio son un componente importante de la arena. Con la simple adición de carbono e hidrógeno, esos mismos elementos básicos forman el silicio, cuyas propiedades lo hacen adecuado para una nueva y amplia gama de aplicaciones.

La goma de silicona se puede usar indefinidamente a 150 ° C sin registrar ningún cambio significativo en sus propiedades, o durante miles de horas a 200 ° C las siliconas exceden el punto de fragilidad de muchos cauchos orgánicos (entre -20 y -50 ° C) y en algunos casos puede caer por debajo de -110 ° C.

Resiste al ozono producido por la descarga eléctrica. Soportan muy bien el viento, la lluvia y los rayos UV, adecuados para la producción de artículos con un fuerte impacto estético. Repelente al agua y antiadherente

No compatible con aceites y grasas minerales, hidrocarburos aromáticos, disolventes polares, ácidos concentrados y álcalis. Baja impermeabilidad a los gases.

Primera fase: es la  reducción de dióxido de silicio con C; síntesis (T = 280 ° C cat.Cobre) Si + cloruro de metilo o clorosilanos hidro-aromáticos → por ej. → (CH3) 2SiCl2 (g) dimetilclorosilano]

Segunda fase: hidrólisis de derivados hidrocarbonados de silanos clorados (organoclorosilanos): R-C (Cl) 3 + H2O → R-C (OH) 3 / R2-C (OH) 2 / R3-C (OH) + HCl; estos grupos reaccionan espontáneamente para dar cadenas bajas (m = 20 50) de siloxanos HO- [Si (R2) -O] m-H + H2O;

Tercera fase: condensación en cadenas largas (o reordenamiento) de los silanoles mono-bi y trifuncionales en presencia de catácido: por ejemplo, → [Si (CH3) 2O] npolidimetilsiloxano DPDP; compuestos para la policondensación de reticulación incluso a temperatura ambiente generalmente con catalizadores a base de estaño; El procesamiento de poliadición es la tecnología actualmente utilizada para los neumáticos LSR [Goma de silicona líquida], pero también se usa cada vez más para los neumáticos HTV [vulcanización a alta temperatura]. - los neumáticos de poliadición también se entrecruzan a temperatura ambiente con catalizadores de platino, tipos :

Solida de resina (reticulación por empuje): termoestable; Disponible comercialmente en soluciones o emulsiones acuosas, más raramente en gránulos. Aplicaciones de formas líquidas: bases a base de película de resinas puras o modificadas para pinturas protectoras; impregnación de fibra de vidrio para la producción de laminados; impregnación de bobinas y circuitos eléctricos; producción de pastas de moldeo a presión; producción de aglutinantes, adhesivos, fijadores pastosos, con gran inercia hacia los tejidos vivos y la repelencia al agua; de formas sólidas: baldosas resistentes al calor [Transbordador espacial]

Elastómeros-gomas (reticulación baja): lineales; en forma de látex + materiales de refuerzo (gel de sílice, dióxido de Ti, carbonato de Ca, óxido de Fe, etc.) + los aditivos, calentados en presencia de un agente de reticulación, se transforman en caucho elástico de silicona [como el caucho natural], estable y resistente a T = - 55 ° ÷ 300 ° C; biocompatible;

I lubricantes y agentes impermeabilizantes: gases de silicio lineales con cadenas lineales de PDMS; utilizados como lubricantes, abrillantadores, en pinturas y para impermeabilizar papel y tejidos de cuero; también tienen propiedades antiespumantes y se han utilizado, por ejemplo, para limitar la formación de agentes espumantes.

La silicona, es un polímero inodoro e incoloro hecho principalmente de silicio. La silicona es inerte y estable a altas temperaturas, lo que la hace útil en gran variedad de aplicaciones industriales, como lubricantes, adhesivos, moldes, impermeabilizantes, y en aplicaciones médicas y quirúrgicas, como prótesis valvulares cardíacas e implantes de mamas. También es una sustancia comúnmente usada como lubricante en la superficie interna de las jeringas y botellas para la conservación de derivados de la sangre y medicamentos intravenosos. Los marcapasos, las válvulas cardíacas y el Norplant usan recubrimientos de silicona. Son también fabricados con silicona artefactos implantables como las articulaciones artificiales (rodillas, caderas), catéteres para quimioterapia o para la hidrocefalia, sistemas de drenaje, implantes.