Silicona: a guía completa de historia, química e seguridade

As siliconas son polímeros que inclúen calquera inerte, sintético composto formado por unidades repetidas de siloxano, que é un grupo funcional de dous átomos de silicio e un de osíxeno frecuentemente combinados con carbono e/ou hidróxeno. Normalmente son resistentes á calor e parecidos á goma, e úsanse en selantes, adhesivos, lubricantes, medicamentos, utensilios de cociña e illamento térmico e eléctrico.

Neste artigo, trataremos as propiedades da silicona e o seu proceso de fabricación.

Todo o que necesitas saber sobre a silicona

A silicona é un material polimérico formado por moléculas chamadas siloxanos. É un material único que está composto por silicio, un elemento natural que se atopa na area e as rochas, e osíxeno. Cando se combinan estes dous elementos, forman un composto que contén longas cadeas de monómeros repetitivos, que se unen para crear un produto final.

Como se produce a silicona?

A silicona prodúcese normalmente mesturando silicio puro con outros compostos para crear un composto de silicona. Despois, o composto pasa por unha serie de procesos científicos para crear un produto final que está composto por longas cadeas de monómeros repetitivos. Estas cadeas están unidas entre si para crear un polímero que se coñece comunmente como silicona.

Cales son os usos principais da silicona?

A silicona é un material popular que se usa en moitos produtos diferentes. Algúns dos usos máis comúns da silicona inclúen:

• Creación de selantes e adhesivos que se poden usar para unir diferentes materiais.
• Produción de lubricantes que se poden utilizar para reducir a fricción entre as pezas móbiles.
• Creación de illamento térmico e eléctrico que se poida utilizar para protexer os equipos sensibles da calor e da electricidade.
• Elaboración de utensilios de cociña e outros produtos de cociña non tóxicos e resistentes á calor.
• Creación de dispositivos médicos e implantes que sexan seguros e eficaces para os pacientes.

Cal é a diferenza entre silicona e silicona?

A silicona é un só material, mentres que as siliconas son un grupo de materiais que están compostos por silicona. As siliconas adoitan ser máis duras e duradeiras que a silicona, e úsanse habitualmente en produtos que requiren un alto nivel de calidade e rendemento.

A evolución da silicona: do silicio cristalino á produción moderna

En 1854, Henry Sainte-Claire Deville obtivo silicio cristalino, que foi un descubrimento importante no mundo dos materiais e compostos. O silicio é un elemento químico co símbolo Si e número atómico 14. É un sólido cristalino duro e fráxil cun brillo metálico de cor gris azulado, e é un metaloide e semicondutor tetravalente. O silicio é o oitavo elemento máis común no universo en masa, pero raramente se atopa na súa forma pura na natureza.

O nacemento das siliconas: a investigación de Hyde e a denominación de Kipping

En 1930, JF Hyde realizou a primeira investigación para producir siliconas comerciais. Máis tarde, en 1940, o químico inglés Frederich Stanley Kipping, utilizando a investigación de Hyde, deulle ao material o nome de "siliconas" porque eran "leos pegajosos". Kipping foi un pioneiro no campo da química orgánica e é máis coñecido polo seu traballo sobre a química das siliconas. As siliconas son un grupo de polímeros sintéticos formado por unidades repetidas de siloxano, que é unha cadea de átomos de silicio e osíxeno alternados con grupos orgánicos unidos aos átomos de silicio.

A química das siliconas: estrutura e cadeas poliméricas

As siliconas son esencialmente polímeros cunha unidade repetida de siloxano. A unidade de siloxano consiste nun átomo de silicio unido a dous átomos de osíxeno, que á súa vez están unidos a grupos orgánicos. Os grupos orgánicos poden ser metilo, etilo, fenilo ou outros. As unidades de siloxano poden unirse para formar cadeas lineais ou cadeas ramificadas. As cadeas tamén se poden entrecruzar para formar unha rede tridimensional. O material resultante é un polímero de silicona cunha gran variedade de propiedades.

A produción moderna de siliconas: Corning, Dow e hidrólise

How to strip wire fast

Share

Watch on

A produción moderna de siliconas implica unha variedade de métodos, pero o método máis común baséase na hidrólise de compostos de silicio. Os compostos de silicio como o tetracloruro de silicio (SiCl4) ou o dimetildiclorosilano (CH3)2SiCl2 reaccionan con auga para producir siloxanos. Os siloxanos son entón polimerizados para formar polímeros de silicona. O proceso pódese levar a cabo usando unha variedade de catalizadores, incluíndo ácidos como HCl ou bases como NaOH.

As propiedades das siliconas: fortes, resistentes á auga e illantes eléctricamente

As siliconas teñen unha ampla gama de propiedades, dependendo dos grupos orgánicos unidos aos átomos de silicio e da lonxitude das cadeas poliméricas. Algunhas das propiedades das siliconas inclúen:

• Forte e duradeiro
• Resistente á auga
• Illante eléctricamente
• Resistente a altas e baixas temperaturas
• Químicamente inerte
• Biocompatibl para

As siliconas úsanse nunha ampla gama de aplicacións, incluíndo:

• Selantes e adhesivos
• Lubricantes e revestimentos
• Dispositivos médicos e implantes
• Illamento eléctrico e placas de circuítos
• Compoñentes de automoción e aeroespaciais
• Produtos de coidado persoal e cosmética

As diferenzas entre siliconas e outros polímeros

As siliconas son diferentes doutros polímeros de varias maneiras:

• A unidade de repetición nas siliconas é o siloxano, mentres que outros polímeros teñen diferentes unidades de repetición.
• O enlace silicio-osíxeno no siloxano é máis forte que o enlace carbono-carbono noutros polímeros, o que confire ás siliconas as súas propiedades únicas.
• As siliconas son máis resistentes ás altas e baixas temperaturas que outros polímeros.
• As siliconas son máis resistentes á auga que outros polímeros.

O futuro das siliconas: investigación avanzada e novos produtos

O uso de siliconas segue crecendo, e todo o tempo están a desenvolverse novos produtos. Algunhas das áreas de investigación avanzada en siliconas inclúen:

• O desenvolvemento de novos catalizadores para a polimerización de siloxanos
• O uso de acetatos de sililo e outros compostos para modificar as propiedades das siliconas
• O uso de reaccións catalizadas por ácidos e bases para producir novos tipos de polímeros de silicona
• O uso de polímeros de silicona na formación de vidro e outros materiais

O termo "siliconas" segue sendo un termo común usado para describir unha gran variedade de materiais a base de silicona, e as propiedades destes materiais seguen a ser exploradas e entendidas.

Da area á silicona: o fascinante proceso de produción de silicona

A silicona é un polímero que se usa amplamente en varias formas e produtos. O proceso para conseguir as formas desexadas de silicona implica unha serie de pasos que requiren os materiais e os bloques de construción adecuados. Aquí están os compoñentes e pasos implicados no proceso de produción:

• Silicio: o principal bloque de construción da silicona é o silicio, que é un dos elementos máis comúns da Terra. Illárase moendo area de cuarzo e aplicándolle calor, alcanzando temperaturas de ata 2000 graos centígrados.

• Cloruro de metilo: o silicio mestúrase co cloruro de metilo, que se coñece comunmente como clorometano. Esta reacción produce clorosilano, que é un intermediario clave na produción de silicona.

• Quentamento: o clorosilano quéntase despois para formar dimetildiclorosilano, que é un precursor da silicona. Este proceso consiste en aplicar calor á mestura, que activa a reacción e elimina o ácido clorhídrico.

• Procesamento de polímeros: o dimetildiclorosilano mestúrase con auga para formar un polímero. Este polímero pódese seguir procesando para conseguir diferentes formas de silicona, como elastómeros, que se usan habitualmente na fabricación de produtos de caucho.

A importancia do control de calidade na produción de silicona

A produción de silicona require un alto nivel de control de calidade para garantir que o produto final cumpre os estándares esixidos. Os fabricantes deben asegurarse de que se utilizan os compoñentes correctos no proceso de produción e de que o proceso se realiza nas condicións axeitadas. Estes son algúns dos factores que os fabricantes deben ter en conta:

• Temperatura: o proceso de produción require altas temperaturas, que poden afectar á calidade do produto final. Os fabricantes deben asegurarse de que a temperatura estea coidadosamente controlada para evitar danos á silicona.

• Illar o volume: o proceso de produción implica illar o volume da reacción para garantir que se produce a cantidade correcta de silicona. Isto require un seguimento e control coidadosos da reacción.

• Reticulado: Algunhas formas de silicona requiren reticulado para conseguir as propiedades desexadas. Isto implica unir as cadeas de polímero para crear un material máis forte.

As formas comúns de silicona no mercado

A silicona atópase habitualmente nunha variedade de produtos, desde utensilios de cociña ata dispositivos médicos. Aquí tes algunhas das formas máis comúns de silicona no mercado:

• Silicona de baixa densidade: este tipo de silicona úsase habitualmente na fabricación de selantes e adhesivos.

• Elastómeros: utilízanse habitualmente na fabricación de produtos de caucho, como xuntas e juntas tóricas.

• Silicona de alta temperatura: este tipo de silicona úsase en aplicacións que requiren resistencia a altas temperaturas, como na industria aeroespacial.

A química da silicona: explorando as propiedades e a formación deste material versátil

A silicona é un material sintético que está formado por átomos de silicio, osíxeno, carbono e hidróxeno. É un tipo de polímero, o que significa que está formado por longas cadeas de moléculas que se forman mediante un proceso chamado polimerización. A silicona fórmase normalmente mediante un método chamado hidrólise, que consiste en facer reaccionar compostos de silicio con auga para producir siloxanos.

A química dos siloxanos e dos polímeros de silicona

Os siloxanos son os bloques de construción dos polímeros de silicona. Fórmanse mediante a reacción de compostos de silicio coa auga, que produce unha cadea de átomos de silicio e osíxeno alternados. A cadea de siloxano resultante pódese modificar aínda máis engadindo grupos orgánicos, como grupos metilo ou fenilo, para producir unha gran variedade de polímeros de silicona.

Un dos polímeros de silicona máis comúns é o polidimetilsiloxano (PDMS), que se forma engadindo grupos metilo á cadea de siloxano. O PDMS é un sólido cristalino duro e quebradizo cun brillo metálico de cor gris azulado, e forma parte do grupo 14 da táboa periódica. É un tipo de silicona que se usa habitualmente na produción de circuítos electrónicos e outros produtos que requiren un material forte e resistente á auga.

As propiedades da silicona e os seus usos comúns

A silicona ten unha serie de propiedades únicas que o converten nun material popular para unha gran variedade de aplicacións. Algunhas das principais propiedades da silicona inclúen:

• Alta estabilidade térmica
• A resistencia á auga
• Baixa toxicidade
• Boas propiedades de illamento eléctrico
• Alta permeabilidade aos gases

Estas propiedades fan que a silicona sexa un material popular para unha gran variedade de produtos, incluíndo:

• Dispositivos médicos
• Pezas de automoción
• Compoñentes electrónicos
• Selantes e adhesivos
• Produtos de coidado persoal

O futuro da produción e desenvolvemento de silicona

A produción e desenvolvemento de silicona segue sendo unha área activa de investigación para químicos e científicos de materiais. Están a ser propostos e probados novos métodos para producir polímeros de silicona, incluíndo o uso de cetona e acetatos de sililo no proceso de polimerización. A medida que se desenvolven novos polímeros de silicona, é probable que atopen novas aplicacións nunha gran variedade de industrias e produtos.

As versátiles aplicacións da silicona

A silicona é un ingrediente esencial nunha variedade de produtos e materiais utilizados nos sectores da construción e industria. A súa capacidade para soportar altas e baixas temperaturas, resistir produtos químicos e aceites e permanecer estable en condicións extremas convérteno nun material excelente para unha variedade de aplicacións, incluíndo:

• Revestimentos e adhesivos
• Illantes e recheos (aquí tes como usar os correctos)
• Lubricantes e engrenaxes para motores de automoción
• Aceites especiais e produtos de acabado
• Materiais de acristalamento e acabados

Industrias electrónicas e aeroespaciais

As siliconas tamén se usan habitualmente nas industrias electrónica e aeroespacial debido ás súas propiedades únicas, incluíndo:

• Illamento eficaz e resistencia a altas temperaturas e produtos químicos
• Capacidade para cubrir ocos e proporcionar amortiguación para compoñentes delicados
• Rendemento estable e duradeiro en ambientes extremos

Aplicacións médicas e cosméticas

O xel de silicona é un ingrediente importante nos produtos médicos e cosméticos debido á súa alta biocompatibilidade e á súa capacidade de imitar as propiedades do tecido humano. Algúns usos específicos inclúen:

• Implantes mamarios, implantes testiculares e implantes pectorales
• Vendas e curas
• Lentes de contacto
• Tratamentos de cicatrices e produtos para o coidado de feridas

Aplicacións especializadas

A silicona tamén se usa nunha variedade de aplicacións especiais, incluíndo:

• Produción de caucho e resina
• Microfluídica e outros compoñentes de alta precisión
• Produtos da industria do petróleo e do gas
• Adhesivos eficaces e de longa duración

O futuro das aplicacións de silicona

A medida que a tecnoloxía e as técnicas de procesamento continúan avanzando, a gama de aplicacións de silicona só continuará crecendo. Desde o desenvolvemento de novos materiais e compostos ata o deseño de pezas e estruturas específicas, a silicona seguirá sendo un ingrediente esencial nunha gran variedade de produtos e industrias.

Por que a silicona é unha opción segura e respectuosa co medio ambiente

A silicona é unha opción popular para moitos produtos debido ás súas características de seguridade. Aquí tes algunhas razóns polas que:

• Sen ftalatos: os ftalatos son produtos químicos que se atopan habitualmente nos plásticos e que poden ser prexudiciais para a saúde humana. A silicona non contén ftalatos, polo que é unha alternativa máis segura ao plástico.
• Sen BPA: O bisfenol A (BPA) é outro produto químico que se atopa nos plásticos que pode ter efectos negativos para a saúde. A silicona está libre de BPA, polo que é unha opción máis saudable para almacenar alimentos e cociñar.
• Health Canada Aprobado: Health Canada considerou que a silicona de calidade alimentaria é segura para cociñar e almacenar alimentos. Non reacciona con alimentos ou bebidas, polo que é unha opción segura para o uso da cociña.

Consideracións ambientais

A silicona non só é segura para os humanos, senón que tamén é unha opción respectuosa co medio ambiente. Aquí tes por que:

• Durable: a silicona é un material duradeiro que pode durar anos, reducindo a necesidade de substitucións e residuos frecuentes.
• Reciclable: a silicona pódese reciclar, reducindo o seu impacto sobre o medio ambiente.
• Baixa toxicidade: a silicona é un material de baixa toxicidade, o que significa que non libera produtos químicos nocivos ao medio ambiente durante a produción ou eliminación.

Silicona vs plástico: cal é a mellor alternativa?

A silicona e o plástico son dous tipos de materiais que se usan habitualmente en varias industrias. O plástico é un material tradicional que se utilizou durante décadas, mentres que a silicona é un composto relativamente novo que gañou popularidade nos últimos anos. Ambos materiais teñen as súas propias propiedades e usos únicos, pero hai algunhas diferenzas importantes entre eles.

Diferenza nas propiedades

Unha das principais diferenzas entre a silicona e o plástico é a forma en que se producen. A silicona prodúcese a partir de silicio, un elemento estable natural, mentres que o plástico está feito de compostos sintéticos. Isto significa que a silicona ten algunhas propiedades que non ten o plástico, como ser máis duradeira e resistente á calor. A silicona pode soportar temperaturas máis altas que o plástico, polo que é ideal para o seu uso en equipos de cociña e fornada.

Semellanzas e diferenzas de forma e moldeabilidade

Aínda que a silicona é máis duradeira que o plástico, non é tan flexible. Non se pode moldear en diferentes formas como unha lata de plástico. Non obstante, a silicona pódese moldear nunha variedade de formas, polo que é unha opción popular para utensilios e equipos de cociña. O plástico tamén se usa habitualmente para utensilios e utensilios de cociña, pero non é tan duradeiro como a silicona.

Seguridade e Propiedades Eléctricas

A silicona tamén é coñecida pola súa seguridade e propiedades eléctricas. É un material non tóxico que non libera produtos químicos nocivos cando se quenta, polo que é seguro para o seu uso na cociña e na cocción. Tamén é un bo illante eléctrico, polo que é ideal para o seu uso en equipos eléctricos. O plástico, por outra banda, pode liberar produtos químicos nocivos cando se quenta, polo que é unha opción menos segura para cociñar e cocer.

Limpeza e Mantemento

Cando se trata de limpeza e mantemento, a silicona e o plástico teñen algunhas semellanzas e diferenzas. Ambos materiais pódense lavar nun lavalouza, pero a silicona é máis duradeira e pode soportar temperaturas máis altas. O plástico pode deformarse e derreterse a altas temperaturas, o que o fai menos duradeiro que a silicona.

Conclusión

Entón, a silicona é un material feito de silicio e osíxeno, e úsase para moitas cousas. 

Podes ver por que é tan popular agora, non? Polo tanto, non teñas medo de facer preguntas se non estás seguro de algo. Sempre podes pedir axuda a un amigo. 

E non esquezas consultar a nosa guía para obter máis información sobre a silicona.

Son Joost Nusselder, o fundador de Tools Doctor, comerciante de contidos e pai. Encántame probar equipos novos e, xunto co meu equipo, estou creando artigos de blog en profundidade desde 2016 para axudar aos lectores fieis con ferramentas e consellos de elaboración.