Siete rimasti colpiti dall'eccezionale longevità e biocompatibilità dei prodotti in silicone? Queste proprietà uniche del silicone sono dovute alla sua composizione.
Scopriamo come viene prodotto il silicone per ottimizzarne l'applicabilità. Il silicone offre alcuni vantaggi speciali che vi lasceranno a bocca aperta.
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Proprietà e caratteristiche del silicone
Il polimero siliconico è un composto artificiale sintetizzato in laboratorio utilizzando silicio, ossigeno, carbonio e idrogeno. È anche chiamato polisilossano per via della sua composizione, costituita da silossano e da una combinazione di atomi di silicio e ossigeno.
A livello strutturale molecolare, il polimero siliconico presenta catene di atomi di ossigeno e silicio.
Spesso si confonde il silicone con il silicio a causa della somiglianza nella grafia. Cos'è il silicone? Il silicone è un polimero sintetico, mentre il silicio deriva dalla silice, comunemente nota come sabbia.
Quando la silice viene riscaldata a temperature estreme con il carbonio, si converte in silicio, un metalloide fragile e fine. Successivamente, il silicio viene lavorato per estrarne il silicone.
Il silicone è strettamente imparentato con la gomma. Possiede un'eccellente elasticità, flessibilità e resistenza alla compressione . È possibile modellare e dare forma al silicone con facilità per realizzare diversi prodotti mediante stampaggio a compressione o stampaggio a iniezione.
È inoltre apprezzato per la sua elevata resistenza alle alte temperature e agli agenti chimici, il che lo rende adatto a diverse applicazioni impegnative. In aggiunta, il silicone è biocompatibile e non reagisce con gli organismi viventi.
Le modifiche alla composizione del silicone consentono di trasformarlo in liquidi, gel, gomme e resine . È inoltre possibile modificare le proprietà chimiche e fisiche del silicone in base alle proprie esigenze.
Ciò aumenta la versatilità del silicone, rendendolo ideale per numerose applicazioni. Il materiale è ampiamente utilizzato nei settori medico , automobilistico, dei dispositivi elettronici e dei beni di consumo.
Tipi di silicone
Esistono diverse tipologie di silicone, prodotte per soddisfare esigenze specifiche. Ogni tipologia presenta proprietà uniche, adatte a diverse applicazioni. Scopriamole insieme:
La Gomma Siliconica Liquida (LSR)
La gomma siliconica liquida si presenta in forma liquida e può essere iniettata in uno stampo per dare forma a qualsiasi prodotto. Polimerizza a temperatura ambiente senza bisogno di un agente indurente.
Il processo produttivo si articola in due fasi: una combinazione di polimero di base con catalizzatore e un agente reticolante con additivi. L'LSR è ampiamente utilizzato nella produzione di apparecchiature mediche come tubi, stetoscopi, ecc.
Gomma termoindurente (HCR) Silicone
Come suggerisce il nome, la gomma siliconica termoindurente si polimerizza mediante l'applicazione di calore. È composta da polidimetilsilossano, un elastomero sintetico noto per l'elevata flessibilità e le proprietà di resistenza al calore.
Per consentire la polimerizzazione a caldo, il silicone HCR viene miscelato con complessi di platino durante la sintesi. Questi additivi innescano la formazione di legami incrociati (per indurire il silicone HCR) quando sottoposto a riscaldamento.
Silicone vulcanizzante a temperatura ambiente (RTV)
Il silicone vulcanizzabile a temperatura ambiente è disponibile in formulazioni monocomponenti e bicomponenti . È polimerizzabile a temperatura ambiente con l'ausilio di un catalizzatore.
L'RTV ha un'eccellente durata e longevità, ma è ideale solo per applicazioni a basse temperature. L'RTV viene utilizzato per produrre stampi e lenti oculari. La maggior parte dei sigillanti utilizzati nelle guarnizioni è realizzata in materiale RTV.
| Tipo di silicone | Proprietà a Confronto | si utilizza |
|---|---|---|
| La Gomma Siliconica Liquida (LSR) | Meglio conosciuto per la flessibilità, la resistenza chimica e la stabilità termica | Dispositivi medici, prodotti per bambini, guarnizioni ed elettronica |
| Gomma termoindurente (HCR) Silicone | Presenta buona resistenza alla trazione, elasticità e resilienza | Sigillatura e adesione, tubi, utensili da cucina e parti per automobili |
| Silicone vulcanizzante a temperatura ambiente (RTV) | Adatto per l'adesione tra materiali, resistenza agli agenti atmosferici, ai raggi UV e ai prodotti chimici | Realizzazione di stampi, rivestimenti elettronici e lenti oculari |
Processo di fabbricazione
Il silicone viene prodotto attraverso un processo semplice con pochi passaggi . Ti aiutiamo a produrre silicone di qualità:
Estrazione del silicio
Il primo passo per la produzione del silicio è l' estrazione del silicio dalla silice , solitamente chiamata sabbia. Questa viene riscaldata a temperature estremamente elevate, intorno ai 1800 gradi Celsius, per formare un metalloide fragile. Successivamente, viene macinata per ottenere polvere di silicio.
Formazione di silossano
La polvere di silicio viene combinata con cloruro di metile tramite una reazione chimica attivata dal calore . Il risultato sono clorosilani costituiti principalmente da dimetildiclorosilano. I clorosilani vengono quindi sottoposti a due processi: 1. Distillazione frazionata e 2. Idrolisi per formare silossani.
Formazione di silicone
Il silossano è il composto base utilizzato per produrre il silicone. Nella fase finale, il silossano viene polimerizzato per produrre il silicone, il materiale magico dalle molteplici proprietà benefiche.
Il silicone viene trasformato in polimeri lineari o polimeri reticolati per conferirgli la forma desiderata, liquida o solida.
Miscelazione e miscelazione
Inoltre, al silicone vengono aggiunti pigmenti e additivi e poi miscelato con un catalizzatore. Questo processo apporta benefici al silicone e contribuisce a renderlo utilizzabile per diverse applicazioni . Il silicone così ottenuto può essere estruso e polimerizzato per realizzare i prodotti desiderati.
Applicazioni e usi del silicone
Il silicone è un materiale versatile che viene prodotto in diverse forme, come liquidi, gel, gomme e resine. Trova impiego in svariati settori industriali. Vi state chiedendo dove viene utilizzato il silicone? L'adesivo che fissa il parabrezza della vostra auto è a base di silicone.
La caratteristica migliore del silicone è la sua composizione chimica. Questa gli conferisce eccellente flessibilità, resistenza al calore e resistenza chimica. Grazie a queste proprietà chimiche, il silicone viene utilizzato in sigillanti, adesivi, lubrificanti, estrusi e altri prodotti.
Il silicone ha una buona biocompatibilità che lo rende un materiale privo di tossicità. Grazie alla sua reticolazione riduce la reattività chimica. È considerato uno dei materiali polimerici sintetici più sicuri e; è quindi utilizzato in utensili da cucina, prodotti per animali domestici, articoli per la cura della persona, ecc.
Vantaggi del silicone
Ci sono numerosi vantaggi del silicone grazie alle sue caratteristiche uniche. È uno dei materiali più utilizzati sulla terra. Esploriamo i diversi vantaggi del silicone:
Resistenza al calore
Il legame Si-O, unico nel suo genere, è eccezionalmente forte ( energia di legame di circa 444 kJ/mol ), il che gli conferisce una stabilità termica e chimica superiore rispetto ai polimeri a base di carbonio. Questa è una delle ragioni principali del suo ampio intervallo di temperature di esercizio.
Il silicone può sopportare un'ampia gamma di temperature , da -60 °C a 200 °C. All'interno di questo intervallo, il materiale non si deforma, non si degrada e non perde le sue proprietà fisiche.
Proprietà elastiche
Il silicone è costituito da silossani, una molecola dalla struttura chimica flessibile che gli conferisce proprietà simili alla gomma. Essendo un materiale altamente elastico, il silicone è adatto ad applicazioni che prevedono continue sollecitazioni di allungamento e compressione.
Il materiale ha una buona resistenza alla compressione e non si deforma rapidamente.
biocompatibilità
Il silicone è un materiale biocompatibile e non ha alcun effetto negativo sugli organismi viventi. È considerato atossico, ipoallergenico e sicuro per l'uso umano. Il materiale è inerte e non reattivo nei confronti di composti chimici e biologici.
Rigidità dielettrica
Il silicone è uno dei migliori isolanti in grado di resistere ad alte tensioni. La sua struttura chimica non permette la conduzione elettrica . Protegge i conduttori percorsi da corrente dagli agenti atmosferici, garantendo al contempo un adeguato isolamento elettrico.
Considerazioni sulla sicurezza e sull'ambiente
Il silicone è un materiale sicuro, privo di tossicità e biocompatibile. Di cosa è fatto il silicone che lo rende così sicuro? Si ottiene dalla silice o dalla sabbia, un composto naturale. Il materiale è intrinsecamente inerte e non reagisce agli organismi viventi o ad altre sostanze chimiche.
Il silicone è approvato da diverse autorità di regolamentazione, come la FDA negli Stati Uniti, per l'uso in apparecchiature di grado medicale . Viene inoltre ampiamente utilizzato negli utensili da cucina , in particolare nei prodotti per l'infanzia come bavaglini e biberon, ecc.
Alcune formulazioni di polimeri siliconici sono definite tossiche. Vengono addizionate con additivi nocivi che ne migliorano le proprietà, come la resistenza chimica e termica, per l'uso in ambienti industriali.
Questo tipo di silicone rappresenta un rischio per la salute se ingerito o inalato.
Il silicone non è biodegradabile e ha un grave impatto ambientale. È uno dei principali responsabili dell'inquinamento da plastica negli oceani, che ha sconvolto la vita acquatica e marina.
Ogni prodotto in silicone ha istruzioni specifiche per lo smaltimento che aiutano a prevenire l'inquinamento ambientale.
Applicazioni industriali del silicone
Esistono molteplici utilizzi del silicone in diversi settori. Esploriamo gli utilizzi del silicone in alcuni settori chiave.
Settore Sanitario
Secondo un'analisi di mercato, i materiali a base di silicone costituiscono oltre il 70% del mercato dei componenti per dispositivi medici a base di polimeri, valutato a oltre 10 miliardi di dollari nel 2023, grazie alla loro impareggiabile biocompatibilità e resistenza alla sterilizzazione. Vengono utilizzati per la produzione di impianti, protesi, tubi medicali e una varietà di altri prodotti.
Automotive
Il silicone è ampiamente utilizzato nel settore automobilistico grazie alla sua eccezionale resistenza chimica e alle temperature.
Il silicone si trova in guarnizioni, sigilli , tubi flessibili, rivestimenti, isolanti, ecc. Il materiale presenta una buona resistenza e durata.
Costruzione di stampi
Il silicone è un materiale robusto, malleabile e altamente flessibile. Viene utilizzato per la produzione di stampi per diversi utensili e attrezzature. Questi stampi vengono impiegati con macchine a controllo numerico (CNC) e altre unità produttive per realizzare prodotti in silicone come custodie, vasi, giocattoli, ecc.
Beni di Consumo
Se vi guardate intorno, troverete numerosi prodotti in silicone praticamente ovunque. Viene utilizzato per produrre utensili da cucina, prodotti per l'infanzia, prodotti per la cura della persona, articoli come braccialetti , spazzolini da denti, ecc. Il silicone è un materiale estremamente sicuro e resistente.
Conclusione
Il silicone è uno straordinario polimero sintetico, caratterizzato dalla sua esclusiva struttura in silossano (Si-O) che gli conferisce un'eccezionale stabilità termica, resistenza chimica e flessibilità in un ampio intervallo di temperature (da -60°C a 200°C).
Ora sapete come viene prodotto il silicone e da dove proviene. Questo materiale versatile offre vantaggi eccezionali come la resistenza al calore, la resistenza chimica e le proprietà di isolamento elettrico.
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DOMANDE FREQUENTI
D1. Il silicone è una plastica o una gomma?
Il silicone non è una plastica o una gomma, ha proprietà simili alla gomma e alla plastica ma è un materiale autonomo. Il modo in cui viene prodotto il silicone è diverso dalla produzione di plastica e gomma.
D2. Il silicio e il silicone sono la stessa cosa?
Silicon e silicone non sono la stessa cosa. Hanno una grafia molto simile ma strutture completamente diverse. Silicon è la sabbia che ti circonda mentre silicone è un materiale fatto di silicio che è simile alla gomma.
D3. Da dove proviene il silicone?
Il silicone non si trova in natura, è prodotto tramite la sintesi chimica di silice o sabbia. È artificiale e può essere modificato per mostrare proprietà diverse.
D4: Quali sono i tempi di produzione?
Il ciclo medio di produzione dei nostri prodotti è di 9-15 giorni lavorativi, ma può variare in base alla quantità degli ordini, alla complessità dei nostri prodotti e alle diverse stagioni.
