Les silicones són polímers que inclouen qualsevol inert, sintètic compost format per unitats repetides de siloxà, que és un grup funcional de dos àtoms de silici i un àtom d'oxigen freqüentment combinats amb carboni i/o hidrogen. Normalment són resistents a la calor i semblants al cautxú, i s'utilitzen en segelladors, adhesius, lubricants, medicaments, estris de cuina i aïllament tèrmic i elèctric.
En aquest article, tractarem les propietats de la silicona i el seu procés de fabricació.
En aquest post tractarem:
- Tot el que necessites saber sobre la silicona
- L'evolució de la silicona: del silici cristal·lí a la producció moderna
- El naixement de les silicones: la investigació de Hyde i la denominació de Kipping
- La química de les silicones: estructura i cadenes polimèriques
- La producció moderna de silicones: Corning, Dow i hidròlisi
- Les propietats de les silicones: resistents, resistents a l'aigua i aïllants elèctricament
- Les diferències entre silicones i altres polímers
- El futur de les silicones: investigació avançada i nous productes
- De la sorra a la silicona: el fascinant procés de producció de silicona
- La química de la silicona: explorant les propietats i la formació d'aquest material versàtil
- Les aplicacions versàtils de la silicona
- Per què la silicona és una opció segura i respectuosa amb el medi ambient
- Silicona vs plàstic: quina és la millor alternativa?
- Conclusió
Tot el que necessites saber sobre la silicona
La silicona és un material polimèric format per molècules anomenades siloxans. És un material únic que es compon de silici, un element natural que es troba a la sorra i les roques, i oxigen. Quan aquests dos elements es combinen, formen un compost que conté llargues cadenes de monòmers repetitius, que s'uneixen per crear un producte final.
Com es produeix la silicona?
La silicona es produeix normalment barrejant silici pur amb altres compostos per crear un compost de silicona. A continuació, el compost passa per una sèrie de processos científics per crear un producte final que es compon de llargues cadenes de monòmers repetitius. Aquestes cadenes s'uneixen per crear un polímer que es coneix comunament com a silicona.
Quins són els usos principals de la silicona?
La silicona és un material popular que s'utilitza en molts productes diferents. Alguns dels usos més comuns de la silicona inclouen:
- Creació de segelladors i adhesius que es poden utilitzar per unir diferents materials.
- Produir lubricants que es poden utilitzar per reduir la fricció entre les peces mòbils.
- Creació d'aïllament tèrmic i elèctric que es pugui utilitzar per protegir equips sensibles de la calor i l'electricitat.
- Elaboració d'estris de cuina i altres productes de cuina no tòxics i resistents a la calor.
- Creació de dispositius mèdics i implants que siguin segurs i efectius per als pacients.
Quina diferència hi ha entre silicona i silicona?
La silicona és un material únic, mentre que les silicones són un grup de materials que es componen de silicona. Les silicones solen ser més dures i duradores que la silicona, i s'utilitzen habitualment en productes que requereixen un alt nivell de qualitat i rendiment.
L'evolució de la silicona: del silici cristal·lí a la producció moderna
El 1854, Henry Sainte-Claire Deville va obtenir silici cristal·lí, que va suposar un descobriment important en el món dels materials i compostos. El silici és un element químic amb el símbol Si i el nombre atòmic 14. És un sòlid cristal·lí dur i trencadís amb una brillantor metàl·lica de color blau-gris, i és un metal·loide i semiconductor tetravalent. El silici és el vuitè element més comú de l'univers per massa, però rarament es troba en la seva forma pura a la natura.
El naixement de les silicones: la investigació de Hyde i la denominació de Kipping
El 1930, JF Hyde va realitzar la primera investigació per produir silicones comercials. Més tard, l'any 1940, el químic anglès Frederich Stanley Kipping, utilitzant la recerca de Hyde, va donar al material el nom de "silicones" perquè eren "embolics enganxosos". Kipping va ser un pioner en el camp de la química orgànica i és conegut sobretot pel seu treball sobre la química de les silicones. Les silicones són un grup de polímers sintètics format per unitats repetides de siloxà, que és una cadena d'àtoms alternats de silici i oxigen amb grups orgànics units als àtoms de silici.
La química de les silicones: estructura i cadenes polimèriques
Les silicones són essencialment polímers amb una unitat repetida de siloxà. La unitat de siloxà consisteix en un àtom de silici unit a dos àtoms d'oxigen, que al seu torn estan units a grups orgànics. Els grups orgànics poden ser metil, etil, fenil o altres grups. Les unitats de siloxà es poden unir per formar cadenes lineals o cadenes ramificades. Les cadenes també es poden entrecreuar per formar una xarxa tridimensional. El material resultant és un polímer de silicona amb una gran varietat de propietats.
La producció moderna de silicones: Corning, Dow i hidròlisi
La producció moderna de silicones implica una varietat de mètodes, però el mètode més comú es basa en la hidròlisi de compostos de silici. Els compostos de silici com el tetraclorur de silici (SiCl4) o el dimetildiclorosilà (CH3)2SiCl2 reaccionen amb aigua per produir siloxans. A continuació, els siloxans es polimeritzen per formar polímers de silicona. El procés es pot dur a terme utilitzant una varietat de catalitzadors, inclosos àcids com HCl o bases com NaOH.
Les propietats de les silicones: resistents, resistents a l'aigua i aïllants elèctricament
Les silicones tenen una àmplia gamma de propietats, depenent dels grups orgànics units als àtoms de silici i de la longitud de les cadenes del polímer. Algunes de les propietats de les silicones inclouen:
- Fort i durador
- Resistent a l'aigua
- Aïllant elèctricament
- Resistent a altes i baixes temperatures
- Químicament inert
- Biocompatible
Les silicones s'utilitzen en una àmplia gamma d'aplicacions, com ara:
- Segelladors i adhesius
- Lubricants i recobriments
- Dispositius mèdics i implants
- Aïllament elèctric i plaques de circuit
- Components d'automoció i aeroespacial
- Productes de cura personal i cosmètics
Les diferències entre silicones i altres polímers
Les silicones es diferencien d'altres polímers de diverses maneres:
- La unitat de repetició de les silicones és el siloxà, mentre que altres polímers tenen unitats de repetició diferents.
- L'enllaç silici-oxigen del siloxà és més fort que l'enllaç carboni-carboni d'altres polímers, cosa que confereix a les silicones les seves propietats úniques.
- Les silicones són més resistents a altes i baixes temperatures que altres polímers.
- Les silicones són més resistents a l'aigua que altres polímers.
El futur de les silicones: investigació avançada i nous productes
L'ús de silicones continua creixent i contínuament es desenvolupen nous productes. Algunes de les àrees d'investigació avançada en silicones inclouen:
- El desenvolupament de nous catalitzadors per a la polimerització de siloxans
- L'ús d'acetats de silil i altres compostos per modificar les propietats de les silicones
- L'ús de reaccions catalitzades amb àcids i bases per produir nous tipus de polímers de silicona
- L'ús de polímers de silicona en la formació de vidre i altres materials
El terme "silicones" segueix sent un terme comú utilitzat per descriure una gran varietat de materials basats en silicona, i les propietats d'aquests materials es continuen explorant i entenent.
De la sorra a la silicona: el fascinant procés de producció de silicona
La silicona és un polímer que s'utilitza àmpliament en diverses formes i productes. El procés per aconseguir les formes desitjades de silicona implica una sèrie de passos que requereixen els materials i els blocs de construcció adequats. Aquests són els components i passos implicats en el procés de producció:
- Silici: el bloc de construcció principal de la silicona és el silici, que és un dels elements més comuns de la terra. S'aïlla triturant sorra de quars i aplicant-hi calor, arribant a temperatures de fins a 2000 graus centígrads.
- Clorur de metil: el silici es barreja amb el clorur de metil, que es coneix comunament com a clorometà. Aquesta reacció produeix clorosilà, que és un intermedi clau en la producció de silicona.
- Escalfament: el clorosilà s'escalfa per formar dimetildiclorosilà, que és un precursor de la silicona. Aquest procés consisteix a aplicar calor a la mescla, que activa la reacció i elimina l'àcid clorhídric.
- Processament de polímers: el dimetildiclorosilà es barreja amb aigua per formar un polímer. Aquest polímer es pot processar més per aconseguir diferents formes de silicona, com els elastòmers, que s'utilitzen habitualment en la fabricació de productes de cautxú.
La importància del control de qualitat en la producció de silicona
La producció de silicona requereix un alt nivell de control de qualitat per garantir que el producte final compleix els estàndards requerits. Els fabricants han de garantir que s'utilitzen els components adequats en el procés de producció i que el procés es realitza en les condicions adequades. Aquests són alguns dels factors que els fabricants han de tenir en compte:
- Temperatura: el procés de producció requereix altes temperatures, que poden afectar la qualitat del producte final. Els fabricants han d'assegurar-se que la temperatura es controla acuradament per evitar qualsevol dany a la silicona.
- Aïllar el volum: el procés de producció consisteix a aïllar el volum de la reacció per garantir que es produeix la quantitat adequada de silicona. Això requereix un seguiment i un control acurats de la reacció.
- Reticulació: Algunes formes de silicona requereixen reticulació per aconseguir les propietats desitjades. Això implica unir les cadenes de polímers per crear un material més fort.
Les formes habituals de silicona al mercat
La silicona es troba habitualment en una varietat de productes, des d'estris de cuina fins a dispositius mèdics. Aquestes són algunes de les formes més comunes de silicona al mercat:
- Silicona de baixa densitat: aquest tipus de silicona s'utilitza habitualment en la fabricació de segelladors i adhesius.
- Elastòmers: s'utilitzen habitualment en la fabricació de productes de cautxú, com ara juntes i juntes tòriques.
- Silicona d'alta temperatura: aquest tipus de silicona s'utilitza en aplicacions que requereixen resistència a alta temperatura, com en la indústria aeroespacial.
La química de la silicona: explorant les propietats i la formació d'aquest material versàtil
La silicona és un material sintètic que està format per àtoms de silici, oxigen, carboni i hidrogen. És un tipus de polímer, és a dir, està format per llargues cadenes de molècules que es formen mitjançant un procés anomenat polimerització. La silicona es forma normalment mitjançant un mètode anomenat hidròlisi, que consisteix a fer reaccionar compostos de silici amb aigua per produir siloxans.
La química dels siloxans i els polímers de silicona
Els siloxans són els components bàsics dels polímers de silicona. Es formen mitjançant la reacció de compostos de silici amb aigua, que produeix una cadena d'àtoms alternats de silici i oxigen. La cadena de siloxà resultant es pot modificar encara més afegint grups orgànics, com ara grups metil o fenil, per produir una gran varietat de polímers de silicona.
Un dels polímers de silicona més comuns és el polidimetilsiloxà (PDMS), que es forma afegint grups metil a la cadena de siloxà. El PDMS és un sòlid cristal·lí dur i trencadís amb una brillantor metàl·lica de color blau-gris, i és membre del grup 14 de la taula periòdica. És un tipus de silicona que s'utilitza habitualment en la producció de circuits electrònics i altres productes que requereixen un material fort i resistent a l'aigua.
Les propietats de la silicona i els seus usos comuns
La silicona té una sèrie de propietats úniques que la converteixen en un material popular per a una gran varietat d'aplicacions. Algunes de les propietats clau de la silicona inclouen:
- Alta estabilitat tèrmica
- Resistència a l'aigua
- Baixa toxicitat
- Bones propietats d'aïllament elèctric
- Alta permeabilitat als gasos
Aquestes propietats fan que la silicona sigui un material popular per a una àmplia varietat de productes, com ara:
- Aparells mèdics
- Peces d'automoció
- Components electrònics
- Segelladors i adhesius
- Productes de cura personal
El futur de la producció i desenvolupament de silicona
La producció i desenvolupament de silicona segueix sent una àrea activa d'investigació per a químics i científics de materials. S'estan proposant i provant nous mètodes per produir polímers de silicona, inclòs l'ús de cetona i acetats de silil en el procés de polimerització. A mesura que es desenvolupen nous polímers de silicona, és probable que trobin noves aplicacions en una gran varietat d'indústries i productes.
Les aplicacions versàtils de la silicona
La silicona és un ingredient essencial en una varietat de productes i materials utilitzats en els sectors de la construcció i la indústria. La seva capacitat de suportar altes i baixes temperatures, resistir productes químics i olis i mantenir-se estable en condicions extremes el converteixen en un material excel·lent per a una sèrie d'aplicacions, com ara:
- Recobriments i adhesius
- Aïllants i farcits (aquí es mostra com utilitzar els correctes)
- Lubricants de motors i engranatges d'automoció
- Olis especials i productes d'acabat
- Materials de vidre i acabats
Indústries Electrònica i Aeroespacial
Les silicones també s'utilitzen habitualment a les indústries electrònica i aeroespacial a causa de les seves propietats úniques, com ara:
- Aïllament efectiu i resistència a altes temperatures i productes químics
- Capacitat d'omplir buits i proporcionar amortiment per a components delicats
- Rendiment estable i durador en entorns extrems
Aplicacions mèdiques i cosmètiques
El gel de silicona és un ingredient important en productes mèdics i cosmètics a causa de la seva alta biocompatibilitat i capacitat d'imitar les propietats del teixit humà. Alguns usos específics inclouen:
- Implants mamaris, implants testiculars i implants pectorals
- Embenats i apòsits
- Lents de contacte
- Tractaments de cicatrius i productes per a la cura de ferides
Aplicacions especialitzades
La silicona també s'utilitza en una varietat d'aplicacions especialitzades, com ara:
- Producció de cautxú i resina
- Microfluídica i altres components d'alta precisió
- Productes de la indústria del petroli i del gas
- Adhesius efectius i de llarga durada
El futur de les aplicacions de silicona
A mesura que la tecnologia i les tècniques de processament continuen avançant, la gamma d'aplicacions de silicona només continuarà creixent. Des del desenvolupament de nous materials i compostos fins al disseny de peces i estructures específiques, la silicona seguirà sent un ingredient essencial en una gran varietat de productes i indústries.
Per què la silicona és una opció segura i respectuosa amb el medi ambient
La silicona és una opció popular per a molts productes a causa de les seves característiques de seguretat. Aquí hi ha alguns motius pels quals:
- Sense ftalats: els ftalats són substàncies químiques que es troben habitualment als plàstics i que poden ser perjudicials per a la salut humana. La silicona no conté ftalats, per la qual cosa és una alternativa més segura al plàstic.
- Sense BPA: el bisfenol A (BPA) és un altre producte químic que es troba als plàstics que pot tenir efectes negatius per a la salut. La silicona no conté BPA, per la qual cosa és una opció més saludable per emmagatzemar i cuinar aliments.
- Aprovat per Health Canada: Health Canada ha considerat que la silicona de qualitat alimentària és segura per cuinar i emmagatzemar aliments. No reacciona amb aliments ni begudes, per la qual cosa és una opció segura per a l'ús de la cuina.
Consideracions ambientals
La silicona no només és segura per als humans, sinó que també és una opció respectuosa amb el medi ambient. Heus aquí per què:
- Durable: la silicona és un material durador que pot durar anys, reduint la necessitat de reemplaçaments i residus freqüents.
- Reciclable: la silicona es pot reciclar, reduint el seu impacte en el medi ambient.
- Baixa toxicitat: la silicona és un material de baixa toxicitat, el que significa que no allibera productes químics nocius al medi ambient durant la producció o eliminació.
Silicona vs plàstic: quina és la millor alternativa?
La silicona i el plàstic són dos tipus de materials que s'utilitzen habitualment en diverses indústries. El plàstic és un material tradicional que s'ha utilitzat durant dècades, mentre que la silicona és un compost relativament nou que ha guanyat popularitat en els últims anys. Tots dos materials tenen les seves pròpies propietats i usos únics, però hi ha algunes diferències importants entre ells.
Diferència en propietats
Una de les principals diferències entre la silicona i el plàstic és la forma en què es produeixen. La silicona es produeix a partir de silici, un element estable natural, mentre que el plàstic es fa amb compostos sintètics. Això vol dir que la silicona té algunes propietats que el plàstic no té, com ara ser més duradora i resistent a la calor. La silicona pot suportar temperatures més altes que el plàstic, per la qual cosa és ideal per al seu ús en equips de cuina i forn.
Similituds i diferències de forma i modelabilitat
Tot i que la silicona és més duradora que el plàstic, no és tan flexible. No es pot modelar en diferents formes com la llauna de plàstic. Tanmateix, la silicona es pot modelar en diverses formes, cosa que la converteix en una opció popular per a estris i equips de cuina. El plàstic també s'utilitza habitualment per a estris i equips de cuina, però no és tan durador com la silicona.
Seguretat i propietats elèctriques
La silicona també és coneguda per la seva seguretat i propietats elèctriques. És un material no tòxic que no allibera productes químics nocius quan s'escalfa, per la qual cosa és segur per al seu ús a la cuina i al forn. També és un bon aïllant elèctric, el que el fa ideal per utilitzar-lo en equips elèctrics. El plàstic, d'altra banda, pot alliberar productes químics nocius quan s'escalfa, cosa que el converteix en una opció menys segura per cuinar i coure.
Neteja i Manteniment
Pel que fa a la neteja i el manteniment, la silicona i el plàstic tenen algunes similituds i diferències. Tots dos materials es poden netejar en un rentavaixelles, però la silicona és més duradora i pot suportar temperatures més altes. El plàstic es pot deformar i fondre a altes temperatures, cosa que el fa menys durador que la silicona.
Conclusió
Per tant, la silicona és un material fet de silici i oxigen, i s'utilitza per a moltes coses.
Ja podeu veure per què és tan popular ara, no? Per tant, no tingueu por de fer preguntes si no esteu segur d'alguna cosa. Sempre pots demanar ajuda a un amic.
I no us oblideu de consultar la nostra guia per obtenir més informació sobre la silicona.
Sóc Joost Nusselder, el fundador de Tools Doctor, venedor de continguts i pare. M'encanta provar equips nous i, juntament amb el meu equip, he estat creant articles de bloc en profunditat des del 2016 per ajudar els lectors fidels amb eines i consells d'elaboració.
