Quais são os tipos de borracha de silicone?

O mercado de desenvolvimento da borracha de silicone tem mostrado um crescimento estável nos últimos anos. Como um material industrial globalmente importante, as borrachas de silicone são amplamente utilizadas em diversas áreas devido à sua excelente resistência a altas temperaturas, baixas temperaturas, envelhecimento, isolamento e proteção ambiental. No futuro, com o desenvolvimento da ciência e tecnologia e a atualização industrial, as áreas de aplicação da borracha de silicone serão ainda mais expandidas, e a demanda do mercado será mais vigorosa. Quais tipos de borracha de silicone?

A borracha de silicone é o maior número de material versátil de silicone em uma classe, formado por vários diclorosilanos através de hidrólise, policondensação, e é um elemento de elastômeros orgânicos. Pode ser dividida em tipo de vulcanização a calor (vulcanização de silicone em alta temperatura - HTV) e tipo de vulcanização em temperatura ambiente (RTV), sendo que a vulcanização em temperatura ambiente é subdividida em tipo de reação de policondensação e tipo de reação de adição. A borracha de silicone de alta temperatura é principalmente usada na fabricação de diversos produtos de borracha de silicone, enquanto a borracha de silicone de temperatura ambiente é principalmente utilizada como adesivo, material de encapsulamento ou molde. O tipo mais utilizado é o vulcanizado a quente, que inclui subdivisões como borracha de silicone metílica (MQ), borracha de silicone metil-vinílica (VMQ, a mais consumida e popular em marcas), borracha de silicone metil-vinil-fenílica PVMQ (resistente a baixas temperaturas e radiação), e outras como borracha de fluorsilicone, entre outras.

Os três aspectos a seguir sobre a borracha de silicone e suas aplicações:

• O que é borracha de silicone?

• Quais são as características da borracha de silicone?

• Como comparar a borracha de silicone com a borracha comum?

• Moldagem adicional de borracha de silicone líquida
• Borracha de silicone vulcanizada a alta temperatura HTV
• Como a borracha de silicone é aplicada?
• Como fazer a borracha de silicone ter melhor desempenho?

1. O que é borracha de silicone?

Sborracha de silicone, suas a cadeia principal da molécula é a ligação -Si-O-, com grupos orgânicos monovalentes como grupo lateral do polímero linear, dividindo-se em duas categorias conforme a temperatura de vulcanização: borracha de silicone de alta temperatura e de temperatura ambiente. A primeira possui peso molecular superior a 100X104, sendo uma borracha sólida; a última é um líquido viscoso com peso molecular de 1X104 a 5X104. A energia de ligação Si-O (370 kJ/mol) é muito superior à energia de ligação C-C (240 kJ/mol), e a cadeia molecular é suave, conferindo excelente resistência a altas e baixas temperaturas, com temperatura de uso entre -70 e 300℃; além disso, possui excelente isolamento elétrico e é atóxico para tecidos humanos. É adequado para vedações de alta temperatura em sistemas pneumáticos, peças isolantes, perfis, diafragmas de mangueiras e produtos médicos e de saúde.

2. Quais são as características da borracha de silicone?

(1) Resistência a altas e baixas temperaturas

Entre todas as borrachas, a borracha de silicone possui a maior faixa de temperaturas de operação (-100～350℃). Por exemplo, após coordenação adequada da borracha de silicone vinílica ou de baixo fenil, 250 ℃ mil horas ou 300 ℃ centenas de horas de envelhecimento por ar quente ainda mantêm a elasticidade; a borracha de silicone de baixo fenil vulcanizada por 350 ℃ dezenas de horas de envelhecimento por ar quente ainda mantém a elasticidade, com temperatura de transição vítrea de -140 ℃, e sua borracha vulcanizada na temperatura de -70 a 100 ℃ ainda apresenta elasticidade. A borracha de silicone usada no revestimento térmico de bocais de foguetes pode suportar temperaturas instantâneas de milhares de graus.

(2) Oresistência ao envelhecimento por ozônio, oxigênio, luz e intempéries

A borracha de silicone vulcanizada, exposta ao ar livre em estado livre por vários anos, não apresenta alterações significativas no desempenho.

(3) Propriedades de isolamento elétrico

As propriedades de isolamento elétrico da borracha de silicone vulcanizada sofrem pouca variação com a umidade, mudanças de frequência ou aumento de temperatura; a sílica gerada após a combustão ainda é um isolante. Além disso, a estrutura molecular da borracha de silicone possui menos átomos de carbono e não utiliza negro de fumo como carga, por isso não carboniza facilmente em descargas de arco, sendo muito confiável em aplicações de alta tensão. Sua resistência a descargas corona e a arcos é excelente, com vida útil de resistência a corona 1000 vezes maior que a do PTFE e vida útil de resistência a arco 20 vezes maior que a do fluoroelastômero.

(4) Propriedades especiais de superfície e inércia fisiológica

A energia superficial da borracha de silicone é menor que a da maioria dos materiais orgânicos, apresentando baixa higroscopicidade; a taxa de absorção de água após imersão prolongada é de apenas cerca de 1%, sem declínio nas propriedades físicas, boa resistência a fungos e não adere a muitos materiais, podendo atuar como isolante. A borracha de silicone é inodora, atóxica, não causa efeitos adversos ao corpo humano e apresenta reação leve aos tecidos, com excelente inércia fisiológica e envelhecimento fisiológico.

(5) Alta permeabilidade ao ar

A borracha de silicone, em comparação com outros materiais poliméricos, possui boa permeabilidade; à temperatura ambiente, a permeabilidade ao nitrogênio, oxigênio e ar é de 30 a 40 vezes maior que a da NR; a permeabilidade aos gases é seletiva, por exemplo, a permeabilidade ao dióxido de carbono é cerca de 5 vezes maior que a do oxigênio.

(6) Propriedades biomédicas

As características da estrutura molecular da borracha de silicone conferem-lhe excelentes propriedades biomédicas, um grande número de testes bem-sucedidos em animais e humanos comprovou isso.

3. Como comparar a borracha de silicone com a borracha comum?

A principal diferença entre a borracha de silicone e a borracha comum reside na sua estrutura química, características de desempenho e áreas de aplicação.

(1) Estrutura química:

A cadeia principal da borracha de silicone consiste em átomos de silício e oxigênio alternados, os átomos de silício são geralmente ligados a dois grupos orgânicos. A borracha de silicone comum é composta principalmente por ligações de silicone-oxigênio contendo metil e uma pequena quantidade de vinil. Essa estrutura confere à borracha de silicone suas propriedades únicas.

A borracha comum é um material polimérico altamente elástico, com características de deformação reversível, elástico à temperatura ambiente e capaz de sofrer grande deformação sob a ação de uma pequena força externa, removendo a força externa pode retornar ao seu estado original.

(2) Características de desempenho:

A borracha de silicone possui excelente resistência a altas e baixas temperaturas, boa resistência a baixas temperaturas, geralmente ainda funciona a -55 ℃, após a introdução de fenila até -73 ℃; a resistência ao calor também é notável, em 180 ℃ para trabalho de longo prazo, resistência instantânea a altas temperaturas de mais de 300 ℃. Além disso, a borracha de silicone é fisiologicamente inerte e não leva à coagulação do sangue, por isso também é amplamente utilizada na área médica.

A borracha comum caracteriza-se por boa elasticidade, alta resistência e bom desempenho geral, mas, em contraste, a borracha de silicone é superior na resistência a altas e baixas temperaturas.

(3) Áreas de aplicação:

A borracha de silicone, devido às suas propriedades únicas, é amplamente utilizada na medicina, eletrônica, construção e muitos outros campos, como produtos médicos, encapsulamento de componentes eletrônicos, vedantes de construção, entre outros.

A borracha comum é usada principalmente na produção de mangueiras, rolos de borracha e outros produtos industriais.

XJY-711 Copolímero de metil-hidrogenossiloxano/dimetilsiloxano terminado em hidrogênio

É um líquido transparente incolor, que pode ser usado como agente de reticulação da borracha de silicone.

4. Moldagem adicional de borracha de silicone líquida

LTV é um tipo de borracha de silicone LIMS para moldagem por injeção líquida de LSR. A composição e vulcanização da borracha de silicone líquida de moldagem por aditivos - LTV consiste em óleo de silicone vinílico, óleo de silicone contendo hidrogênio, catalisador de platina, carga de reforço e aditivos.

XJY-707 Polidimetilsiloxano terminado em hidreto

Pode ser sintetizado através da reação de adição de silicone-hidrogênio de polímeros copolímeros devido à estrutura molecular conter átomos de hidrogênio ativos e pode ser transformado em uma série de óleos de silicone ativos. Pode ser usado como extensor de cadeia para borracha de silicone líquida.

XJY-711 Copolímero Metilhidrogenossiloxano Terminado em Hidrogênio / Dimetilsiloxano

É um líquido transparente incolor, que pode ser aplicado como agente de reticulação da borracha de silicone.

O XJY-8206N Resina de Silicone Metil Vinil MQ + Polidimetilsiloxano Vinílico

É uma resina líquida transparente incolor com metil e vinil, consistindo em resina de silicone MQ vinílica e óleo de silicone vinílico, que pode ser usada para borracha de silicone de moldagem por adição líquida LSR.

Mecanismo de vulcanização

（1）Como nitrogênio orgânico, fósforo, enxofre e estanho envenenam o catalisador Pt, afetando a vulcanização, o teste de vulcanização deve ser realizado antes do uso.

（2）Neoprene e outras borrachas sintéticas, compostos contendo enxofre, PVC flexível, resina epóxi curada com amina, fitas isolantes de PVC, fluxos de breu e assim por diante dificultarão a cura e não podem ser usados ao mesmo tempo.

（3）A umidade e a humidade também afetarão a vulcanização; armazene em local seco.

(2) Aplicações do LTV

• O tipo de baixa resistência é usado principalmente para revestir componentes eletrônicos semicondutores e materiais de encapsulamento (com invólucro), para atingir isolamento, umidade, poeira e choque, e melhorar o desempenho com o objetivo de estabilizar parâmetros, mas também pode ser formulado com vários agentes de isolamento de papel.
• É um tipo de alta resistência com boas propriedades mecânicas e pode ser usado como material de encapsulamento sem invólucro para componentes eletrônicos.
• A boa adesão pode ser usada como revestimento protetor dentro de dispositivos semicondutores e, misturada com pó de prata, pode ser usada como adesivo condutor de ligação.
• Materiais altamente transparentes do tipo aviação podem fabricar vidro à prova de balas e agentes de ligação para aviação.
• Os tipos médicos usados em cirurgia plástica, ortodontia de sela nasal e tratamento de rinite atrófica; são estéticos; e lentes artificiais.
• Tipo preenchido para adesivos de encapsulamento retardantes de chama, adesivos de espuma, adesivos anticorrosivos, revestimentos e tintas.
• Botões de moldagem por injeção líquida-LIMS, chupetas, etc.
• Adesivos, revestimentos e tintas de um componente.

5. Borracha de silicone vulcanizada a alta temperatura HTV

Devido às más propriedades mecânicas da borracha bruta HTV, é necessário adicionar os seguintes componentes: agente de reforço: sílica; agente de controle de estrutura; carga; agente de coloração: vários pigmentos para fazer a pasta de cor; vários aditivos; agente de vulcanização: peróxido ou vulcanização por adição.

O átomo de Si é maior que o átomo de C, -Si-O-Si- é uma estrutura espiral, com o grupo orgânico para fora, de modo que a força intermolecular é pequena, a resistência da borracha vulcanizada é muito baixa, devendo ser adicionado reforço de carga, caso contrário não pode ser usada.

(1) Propriedades elétricas

A borracha de silicone tem excelente resistência de volume de isolamento elétrico: 101414 ~ 1016Ω.m, em uma ampla faixa de temperaturas e frequências no campo, pode manter propriedades elétricas estáveis. Além disso, mesmo se imersa em água, suas propriedades de isolamento elétrico não diminuirão; portanto, é mais adequada para materiais isolantes.

(2) Condutividade térmica

A condutividade térmica do silicone é maior do que o coeficiente geral da borracha orgânica; a borracha de silicone com adição de grandes quantidades de cargas inorgânicas pode melhorar a condutividade térmica da borracha de silicone, permitindo que ela trabalhe em temperaturas extremas; esses materiais podem ser usados em dissipadores de calor e rolos de aquecimento.

(3) Resistência ao vapor

Mesmo se imersa em água por um longo tempo, a absorção de água da borracha de silicone é de apenas 1%; e a resistência mecânica e as propriedades elétricas não serão afetadas por quase nada (seja água fria, água morna, água fervente, quase nenhuma mudança). No entanto, em ambiente de vapor de alta pressão a 150 ℃ o silicone se degradará e o desempenho diminuirá. Melhorando a fórmula, selecionando o agente de vulcanização, estendendo o tempo da segunda adição de enxofre e outras medidas para melhorar a resistência ao vapor, também é possível desenvolver produtos com resistência particularmente alta ao vapor e à água quente.

(4) Resistência a óleo, solventes e produtos químicos

A resistência ao óleo da borracha de silicone em um ambiente de 100℃ é ligeiramente inferior à da borracha nitrílica e da borracha de neopreno. Acima de 100℃, a borracha de silicone é capaz de exercer uma resistência ao óleo mais excelente. A borracha de silicone dificilmente é erodida por solventes polares e ácidos e bases fracos, mas será dissolvida em solventes não polares, porém não se dissolve, e pode ser restaurada ao seu estado original removendo os solventes. A borracha de silicone não é resistente a ácidos e bases fortes. Produtos químicos solventes na borracha de silicone produzem inchaço, amolecimento, perda de resistência e outros fenômenos; diferentes tipos de solventes têm impactos diferentes na borracha de silicone. Pode ser usada para dispositivos médicos e fabricação de moldes.

(5) Deformação permanente por compressão

A borracha orgânica em temperatura ambiente apresenta pequena deformação permanente por compressão, mas com a mudança de temperatura, aumenta significativamente. A borracha de silicone em -60 ~ 250 ℃ a deformação permanente por compressão é estável, ou seja, a borracha de silicone em temperaturas extremas é melhor que a borracha orgânica. Fadiga por flexão: a resistência à fadiga por flexão da borracha de silicone não é melhor que a da borracha orgânica. Medidas devem ser tomadas para desenvolver espécies com resistência à fadiga 8 a 10 vezes maior, podendo ser usada em teclados e peças de transportadores. Resistência: em temperatura ambiente, a resistência da borracha de silicone é menor que a da borracha orgânica, mas em altas temperaturas, a taxa de retenção de resistência é maior, e a resistência é melhor que a da borracha orgânica. A resistência ao rasgo da borracha de silicone é baixa, apenas para melhorar o processo de síntese da borracha base, bem como a mistura de carga de borracha e o agente de reticulação, pode-se preparar produtos de alta resistência ao rasgo de 30 ~ 50 kN/m, adequados para moldes de cone reverso e materiais de formação de grandes produtos moldados.

 

6. Como a borracha de silicone é aplicada?

A borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente é usada principalmente na produção de cabines de aeronaves, fuselagens e selantes de tanques de combustível, além de materiais de vedação à prova d'água e à prova de vazamentos em construções. A borracha de silicone de metil vinil tem uma faixa de temperatura de uso mais ampla do que a borracha de silicone de dimetil, boa resistência e pequena deformação permanente por compressão; a borracha de silicone de fenil tem melhor desempenho em baixas temperaturas, em 100 ℃ ainda possui elasticidade e tem maior resistência ao calor e amplitude de resistência à luz; a borracha de silicone fluorada combina as vantagens dos fluoroelastômeros e da borracha de silicone, podendo resistir a óleo mineral e solventes químicos.

(1)Indústria automotiva

A aplicação da borracha de silicone na indústria automotiva está crescendo rapidamente. A borracha de silicone (especialmente com várias características) pode resistir à erosão de combustível e lubrificantes, melhorar o desempenho de componentes automotivos e reduzir custos de manutenção. Pode ser usada em fios de ignição automotivos, capas de proteção de velas de ignição, mangueiras de aquecimento e radiadores, revestimento de silenciadores e conectores de bateria, bem como com borracha de silicone fluorada para bombas de gasolina, etc. Com o desenvolvimento da eletrificação eletrônica de veículos, a borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente é amplamente usada em peças eletrônicas, acessórios elétricos, material de encapsulamento, para-brisas, vedação ao redor da carroceria e espelhos, e outro selante adesivo.

(2) EIndústria eletrônica e elétrica

A indústria eletrônica e elétrica é o uso mais antigo da borracha de silicone como material isolante, sendo um campo de grande demanda. A borracha de silicone é usada principalmente em tampas de ânodo de televisão, coberturas de proteção de alta tensão, fios condutores de alta tensão, fios de degelo de refrigeradores e cabos para transmissão de energia ou sinais. Isoladores feitos de borracha de silicone substituirão produtos cerâmicos amplamente utilizados em linhas de transmissão, especialmente linhas de ultra-alta tensão. A borracha de silicone condutiva é usada em computadores eletrônicos, telefones e outros instrumentos para contatos elétricos e contatos de displays de cristal líquido. Cabos e fios de borracha de silicone retardantes de chamas e resistentes à radiação são amplamente utilizados em usinas atômicas. Almofadas de aquecimento de borracha de silicone e fitas térmicas são usadas para controlar a temperatura operacional de vários instrumentos de precisão e oleodutos, sendo utilizadas no tratamento médico para compressas quentes de fisioterapia com cobertores térmicos. A borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente pode ser usada como material de encapsulamento à prova d'água, resistente à umidade e a choques.

A borracha de silicone tem sido amplamente utilizada em lava-louças e máquinas de lavar para vedações de bombas devido à sua resistência a líquidos de lavagem quentes. A borracha de silicone é bem adequada para juntas em eletrodomésticos como cafeteiras, fritadeiras elétricas e ferros a vapor. As almofadas de ouvido e de cabeça dos fones de ouvido estéreo foram substituídas por borracha de silicone, que pode excluir ruídos externos e é macia e confortável.

(3) Indústria aeroespacial

A borracha de silicone é indispensável para a indústria aeroespacial, um material de alto desempenho, capaz de suportar o frio extremo do espaço e o calor intenso da reentrada na atmosfera, prolongando a vida útil das peças de aeronaves, reduzindo custos de manutenção e diminuindo acidentes. É usada principalmente em vedações de cavidades do corpo da aeronave, conectores elétricos, interruptores de vedação, coberturas à prova de poeira e água, juntas, anéis de vedação, motores a jato, dispositivos hidráulicos, “O” anéis de vedação, máscaras de oxigênio, diafragmas de controle, dutos de ar quente, amortecedores de choque para radar sem fio. A borracha de silicone resistente a queimaduras é usada em válvulas de combustível de foguetes, cabos de fonte de alimentação e revestimentos de tampas de silos de foguetes para evitar queimaduras pelo jato do foguete. A vulcanização à temperatura ambiente da borracha de silicone pode ser usada como vedação hermética da fuselagem, vedação de janelas e materiais de encapsulamento antivibração e à prova de umidade.

(4) Indústria da construção

A borracha de silicone possui boa resistência às intempéries e facilidade de aplicação, sendo amplamente utilizada como selante adesivo na indústria da construção, superando outros tipos de selantes. Nos últimos anos, desenvolveu-se um selante bicomponente de baixo módulo e alta elongação, utilizado para juntas de peças pré-moldadas de concreto de grande movimento e cortinas de vidro e outros componentes grandes. A borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente também é usada para vedação de juntas de placas de cimento-amianto, juntas de azulejos de banheiro e vedação de artigos de higiene. Com a futura queda no preço da borracha, o escopo de aplicação se expandirá ainda mais, como na aplicação em juntas de rodovias para substituir asfalto e neoprene. Tiras de espuma de borracha de silicone vulcanizada a alta temperatura são usadas como insertos de vedação para portas e janelas de edifícios.

(5) Campo médico

A borracha de silicone possui boa biocompatibilidade, pequena reação ao corpo, desempenho estável, baixa coagulação sanguínea, pode suportar altas temperaturas e altas pressões em múltiplas esterilizações e pode ser processada em produtos de várias formas, como filmes, espumas, bolsas de ar, sendo atualmente o material mais amplamente utilizado em aplicações médicas.

(6) Outros campos

Além das aplicações acima, a borracha de silicone em têxteis, impressão, maquinaria, plásticos, produtos químicos, papel, alimentos e cosméticos, bem como em outras áreas de aplicação, aumentou significativamente. Os produtos típicos são rolos de borracha de silicone, utilizados como tecidos, plásticos, para termofixação, gofragem, calandragem e fixação em fotocopiadoras. O filme de borracha de silicone fabricado com janelas com ar condicionado tem sido usado para armazenar frutas e vegetais. Além disso, a borracha de silicone em equipamentos têxteis de alta temperatura, bem como em equipamentos para concentração de álcalis, hipoclorito de sódio e peróxido de hidrogênio como materiais de vedação, também obteve bons resultados.

7. Como fazer a borracha de silicone ter melhor desempenho?

As características da borracha de elastômeros de silicone são que a estrutura molecular do silicone (polidimetilsiloxano) com base na ligação siloxano é uma estrutura muito estável, portanto, em comparação com as borrachas orgânicas comuns, os compostos de silicone possuem muitas propriedades benéficas, como resistência à temperatura.（baixas temperaturas, isolamento elétrico, estabilidade química. Além disso, como o grupo metila na parte externa da estrutura helicoidal pode girar livremente, os silicones são capazes de exibir muitas propriedades superficiais únicas, como resistência à água e liberação de molde. Como melhorar a competitividade dos produtos?

XJY Silicones é um dos principais resina de silicone MQ e Silicone VMQ fabricantes na China, com mais de 30 anos de experiência em P&D e fabricação na indústria de silicone e mais de 15 patentes relacionadas e suporte técnico para produzir silicones. Nossa produtos de matérias-primas de silicone pode satisfazer as necessidades dos borracha de silicone área e suporte para o fornecimento de produtos diversificados de silicone e soluções personalizadas.