Silicone: O Guia Completo de História, Química e Segurança

Os silicones são polímeros que incluem qualquer material inerte, sintético composto formado por unidades repetitivas de siloxano, que é um grupo funcional de dois átomos de silício e um átomo de oxigênio freqüentemente combinados com carbono e/ou hidrogênio. Eles são tipicamente resistentes ao calor e semelhantes a borracha e são usados ​​em selantes, adesivos, lubrificantes, remédios, utensílios de cozinha e isolamento térmico e elétrico.

Neste artigo, abordaremos as propriedades do silicone e seu processo de fabricação.

Tudo o que você precisa saber sobre silicone

O silicone é um material polimérico formado por moléculas chamadas siloxanos. É um material único composto de silício, um elemento natural encontrado na areia e nas rochas, e oxigênio. Quando esses dois elementos são combinados, eles formam um composto que contém longas cadeias de monômeros repetidos, que são unidos para criar um produto final.

Como é produzido o silicone?

O silicone é normalmente produzido pela mistura de silício puro com outros compostos para criar um composto de silicone. O composto é então submetido a uma série de processos científicos para criar um produto final composto por longas cadeias de monômeros repetidos. Essas cadeias são unidas para criar um polímero que é comumente conhecido como silicone.

Quais são os principais usos do silicone?

O silicone é um material popular que é usado em muitos produtos diferentes. Alguns dos usos mais comuns do silicone incluem:

• Criando selantes e adesivos que podem ser usados ​​para unir diferentes materiais.
• Produzir lubrificantes que podem ser usados ​​para reduzir o atrito entre as partes móveis.
• Criando isolamento térmico e elétrico que pode ser usado para proteger equipamentos sensíveis do calor e da eletricidade.
• Fabricação de utensílios de cozinha e outros produtos de cozinha não tóxicos e resistentes ao calor.
• Criando dispositivos médicos e implantes que são seguros e eficazes para os pacientes.

Qual é a diferença entre silicone e silicones?

O silicone é um material único, enquanto os silicones são um grupo de materiais compostos de silicone. Os silicones são tipicamente mais duros e duráveis ​​que o silicone, e são comumente usados ​​em produtos que exigem um alto nível de qualidade e desempenho.

A evolução do silicone: do silício cristalino à produção moderna

Em 1854, Henry Sainte-Claire Deville obteve o silício cristalino, que foi uma descoberta significativa no mundo dos materiais e compostos. O silício é um elemento químico com símbolo Si e número atômico 14. É um sólido cristalino, duro e quebradiço, com brilho metálico azul-acinzentado, e é um metalóide tetravalente e semicondutor. O silício é o oitavo elemento mais comum no universo em massa, mas raramente é encontrado em sua forma pura na natureza.

O nascimento dos silicones: a pesquisa de Hyde e a nomenclatura de Kipping

Em 1930, JF Hyde realizou a primeira pesquisa para produzir silicones comerciais. Mais tarde, em 1940, o químico inglês Frederich Stanley Kipping, usando a pesquisa de Hyde, deu ao material o nome de “silicones” porque eram “bagunças pegajosas”. Kipping foi um pioneiro no campo da química orgânica e é mais conhecido por seu trabalho na química dos silicones. Os silicones são um grupo de polímeros sintéticos formados por unidades repetidas de siloxano, que é uma cadeia alternada de átomos de silício e oxigênio com grupos orgânicos ligados aos átomos de silício.

A química dos silicones: estrutura e cadeias poliméricas

Os silicones são essencialmente polímeros com uma unidade repetitiva de siloxano. A unidade de siloxano consiste em um átomo de silício ligado a dois átomos de oxigênio, que por sua vez estão ligados a grupos orgânicos. Os grupos orgânicos podem ser metil, etil, fenil ou outros grupos. As unidades de siloxano podem ser unidas para formar cadeias lineares ou cadeias ramificadas. As cadeias também podem ser reticuladas para formar uma rede tridimensional. O material resultante é um polímero de silicone com uma ampla variedade de propriedades.

A moderna produção de silicones: Corning, Dow e hidrólise

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A produção moderna de silicones envolve uma variedade de métodos, mas o método mais comum é baseado na hidrólise de compostos de silício. Compostos de silício como tetracloreto de silício (SiCl4) ou dimetildiclorossilano (CH3)2SiCl2 reagem com água para produzir siloxanos. Os siloxanos são então polimerizados para formar polímeros de silicone. O processo pode ser realizado usando uma variedade de catalisadores, incluindo ácidos como HCl ou bases como NaOH.

As propriedades dos silicones: fortes, resistentes à água e isolantes elétricos

Os silicones têm uma ampla gama de propriedades, dependendo dos grupos orgânicos ligados aos átomos de silício e do comprimento das cadeias poliméricas. Algumas das propriedades dos silicones incluem:

• Fortes e duráveis
• À prova d'água
• Isolante elétrico
• Resistente a altas e baixas temperaturas
• Quimicamente inerte
• Biocompatibl para

Os silicones são usados ​​em uma ampla gama de aplicações, incluindo:

• Selantes e adesivos
• Lubrificantes e revestimentos
• Dispositivos médicos e implantes
• Isolamento elétrico e placas de circuito
• Componentes automotivos e aeroespaciais
• Produtos de higiene pessoal e cosméticos

As diferenças entre silicones e outros polímeros

Os silicones são diferentes de outros polímeros de várias maneiras:

• A unidade de repetição nos silicones é o siloxano, enquanto outros polímeros têm diferentes unidades de repetição.
• A ligação silício-oxigênio no siloxano é mais forte do que a ligação carbono-carbono em outros polímeros, o que confere aos silicones suas propriedades únicas.
• Os silicones são mais resistentes a altas e baixas temperaturas do que outros polímeros.
• Os silicones são mais resistentes à água do que outros polímeros.

O Futuro dos Silicones: Pesquisa Avançada e Novos Produtos

O uso de silicones continua a crescer e novos produtos estão sendo desenvolvidos o tempo todo. Algumas das áreas de pesquisa avançada em silicones incluem:

• O desenvolvimento de novos catalisadores para a polimerização de siloxanos
• O uso de acetatos de silil e outros compostos para modificar as propriedades dos silicones
• O uso de reações catalisadas por ácido e base para produzir novos tipos de polímeros de silicone
• O uso de polímeros de silicone na formação de vidro e outros materiais

O termo “silicones” continua sendo um termo comum usado para descrever uma ampla variedade de materiais à base de silicone, e as propriedades desses materiais continuam a ser exploradas e compreendidas.

Da areia ao silicone: o fascinante processo de produção de silicone

O silicone é um polímero amplamente utilizado em diversas formas e produtos. O processo de obtenção das formas desejadas de silicone envolve uma série de etapas que requerem os materiais e blocos de construção corretos. Aqui estão os componentes e etapas envolvidas no processo de produção:

• Silício: O principal bloco de construção do silicone é o silício, que é um dos elementos mais comuns da Terra. É isolado moendo areia de quartzo e aplicando calor a ela, atingindo temperaturas de até 2000 graus Celsius.

• Cloreto de Metila: O silício é misturado com cloreto de metila, comumente conhecido como clorometano. Esta reação produz clorosilano, que é um intermediário chave na produção de silicone.

• Aquecimento: O clorosilano é então aquecido para formar dimetildiclorossilano, que é um precursor do silicone. Este processo envolve a aplicação de calor à mistura, que ativa a reação e remove o ácido clorídrico.

• Processamento de polímero: O dimetildiclorossilano é então misturado com água para formar um polímero. Este polímero pode ser posteriormente processado para obter diferentes formas de silicone, como elastômeros, que são comumente usados ​​na fabricação de produtos de borracha.

A importância do controle de qualidade na produção de silicone

A produção de silicone requer um alto nível de controle de qualidade para garantir que o produto final atenda aos padrões exigidos. Os fabricantes precisam garantir que os componentes certos sejam usados ​​no processo de produção e que o processo seja realizado nas condições certas. Aqui estão alguns dos fatores que os fabricantes precisam considerar:

• Temperatura: O processo de produção requer altas temperaturas, o que pode afetar a qualidade do produto final. Os fabricantes precisam garantir que a temperatura seja cuidadosamente controlada para evitar qualquer dano ao silicone.

• Isolando o Volume: O processo de produção envolve isolar o volume da reação para garantir que a quantidade certa de silicone seja produzida. Isso requer monitoramento cuidadoso e controle da reação.

• Reticulação: Algumas formas de silicone requerem reticulação para atingir as propriedades desejadas. Isso envolve a união das cadeias de polímeros para criar um material mais forte.

As formas comuns de silicone no mercado

O silicone é comumente encontrado em uma variedade de produtos, desde utensílios de cozinha até dispositivos médicos. Aqui estão algumas das formas mais comuns de silicone no mercado:

• Silicone de baixa densidade: Este tipo de silicone é comumente usado na fabricação de selantes e adesivos.

• Elastômeros: São comumente usados ​​na fabricação de produtos de borracha, como juntas e anéis de vedação.

• Silicone de Alta Temperatura: Este tipo de silicone é utilizado em aplicações que requerem resistência a altas temperaturas, como na indústria aeroespacial.

A Química do Silicone: Explorando as Propriedades e Formação deste Material Versátil

O silicone é um material sintético formado por átomos de silício, oxigênio, carbono e hidrogênio. É um tipo de polímero, o que significa que é formado por longas cadeias de moléculas que se formam por meio de um processo chamado polimerização. O silicone é normalmente formado por meio de um método chamado hidrólise, que envolve a reação de compostos de silício com água para produzir siloxanos.

A química de siloxanos e polímeros de silicone

Os siloxanos são os blocos de construção dos polímeros de silicone. Eles são formados pela reação de compostos de silício com água, o que produz uma cadeia de átomos de silício e oxigênio alternados. A cadeia de siloxano resultante pode ser posteriormente modificada pela adição de grupos orgânicos, como grupos metil ou fenil, para produzir uma ampla variedade de polímeros de silicone.

Um dos polímeros de silicone mais comuns é o polidimetilsiloxano (PDMS), que é formado pela adição de grupos metil à cadeia do siloxano. O PDMS é um sólido cristalino duro e quebradiço com um brilho metálico azul-acinzentado e é membro do grupo 14 da tabela periódica. É um tipo de silicone muito utilizado na produção de circuitos eletrônicos e outros produtos que exijam um material forte e resistente à água.

As propriedades do silicone e seus usos comuns

O silicone tem várias propriedades únicas que o tornam um material popular para uma ampla variedade de aplicações. Algumas das principais propriedades do silicone incluem:

• Alta estabilidade térmica
• Resistência à água
• Baixa toxicidade
• Boas propriedades de isolamento elétrico
• Alta permeabilidade ao gás

Essas propriedades tornam o silicone um material popular para uma ampla variedade de produtos, incluindo:

• Dispositivos médicos
• Partes automotivas
• Componentes eletrônicos
• Selantes e adesivos
• Produtos de cuidado pessoal

O futuro da produção e desenvolvimento de silicone

A produção e desenvolvimento de silicone continua sendo uma área ativa de pesquisa para químicos e cientistas de materiais. Novos métodos de produção de polímeros de silicone estão sendo propostos e testados, incluindo o uso de cetona e acetato de silila no processo de polimerização. À medida que novos polímeros de silicone são desenvolvidos, é provável que eles encontrem novas aplicações em uma ampla variedade de indústrias e produtos.

As aplicações versáteis do silicone

O silicone é um ingrediente essencial em uma variedade de produtos e materiais utilizados nos setores de construção e industrial. Sua capacidade de resistir a altas e baixas temperaturas, resistir a produtos químicos e óleos e permanecer estável em condições extremas o torna um excelente material para uma variedade de aplicações, incluindo:

• Revestimentos e adesivos
• Isoladores e fillers (veja como usar os corretos)
• Lubrificantes e engrenagens de motores automotivos
• Óleos especiais e produtos de acabamento
• Vidros e materiais de acabamento

Indústrias Eletrônica e Aeroespacial

Os silicones também são comumente usados ​​nas indústrias eletrônica e aeroespacial devido às suas propriedades únicas, incluindo:

• Isolamento eficaz e resistência a altas temperaturas e produtos químicos
• Capacidade de preencher lacunas e fornecer amortecimento para componentes delicados
• Desempenho estável e duradouro em ambientes extremos

Aplicações médicas e cosméticas

O gel de silicone é um ingrediente importante em produtos médicos e cosméticos devido à sua alta biocompatibilidade e capacidade de imitar as propriedades do tecido humano. Alguns usos específicos incluem:

• Implantes mamários, implantes testiculares e implantes peitorais
• Ataduras e pensos
• Lentes de contato
• Tratamentos de cicatrizes e produtos para tratamento de feridas

Aplicações especiais

O silicone também é usado em uma variedade de aplicações especiais, incluindo:

• Produção de borracha e resina
• Microfluídica e outros componentes de alta precisão
• Produtos da indústria de petróleo e gás
• Adesivos eficazes e duradouros

O futuro das aplicações de silicone

À medida que a tecnologia e as técnicas de processamento continuam avançando, a gama de aplicações de silicone continuará crescendo. Desde o desenvolvimento de novos materiais e compostos até a concepção de peças e estruturas específicas, o silicone continuará sendo um ingrediente essencial em uma ampla variedade de produtos e indústrias.

Por que o silicone é uma escolha segura e ecológica

O silicone é uma escolha popular para muitos produtos devido às suas características de segurança. Aqui estão algumas razões do porquê:

• Sem Ftalatos: Os ftalatos são produtos químicos comumente encontrados em plásticos e podem ser prejudiciais à saúde humana. O silicone não contém ftalatos, tornando-o uma alternativa mais segura ao plástico.
• Sem BPA: Bisfenol A (BPA) é outro produto químico encontrado em plásticos que pode ter efeitos negativos para a saúde. O silicone é livre de BPA, tornando-o uma opção mais saudável para armazenar e cozinhar alimentos.
• Aprovado pela Health Canada: A Health Canada considerou o silicone de grau alimentício seguro para cozinhar e armazenar alimentos. Não reage com alimentos ou bebidas, tornando-o uma escolha segura para uso na cozinha.

Considerações ambientais

O silicone não é apenas seguro para os seres humanos, mas também é uma escolha ecológica. Aqui está o porquê:

• Durável: O silicone é um material durável que pode durar anos, reduzindo a necessidade de substituições frequentes e desperdício.
• Reciclável: O silicone pode ser reciclado, reduzindo seu impacto no meio ambiente.
• Baixa toxicidade: O silicone é um material de baixa toxicidade, o que significa que não libera produtos químicos nocivos ao meio ambiente durante a produção ou descarte.

Silicone vs Plástico: Qual é a Melhor Alternativa?

Silicone e plástico são dois tipos de materiais comumente usados ​​em várias indústrias. O plástico é um material tradicional usado há décadas, enquanto o silicone é um composto relativamente novo que ganhou popularidade nos últimos anos. Ambos os materiais têm propriedades e usos únicos, mas existem algumas diferenças importantes entre eles.

Diferença nas propriedades

Uma das principais diferenças entre o silicone e o plástico é a forma como são produzidos. O silicone é produzido a partir do silício, um elemento estável natural, enquanto o plástico é feito de compostos sintéticos. Isso significa que o silicone tem algumas propriedades que o plástico não tem, como ser mais durável e resistente ao calor. O silicone pode suportar temperaturas mais altas do que o plástico, tornando-o ideal para uso em equipamentos de cozinha e panificação.

Semelhanças e diferenças na forma e moldabilidade

Embora o silicone seja mais durável que o plástico, não é tão flexível. Não pode ser moldado em formas diferentes como lata de plástico. No entanto, o silicone pode ser moldado em uma variedade de formas, tornando-se uma escolha popular para utensílios e equipamentos de cozinha. O plástico também é comumente usado para utensílios e equipamentos de cozinha, mas não é tão durável quanto o silicone.

Segurança e Propriedades Elétricas

O silicone também é conhecido por sua segurança e propriedades elétricas. É um material não tóxico que não libera produtos químicos nocivos quando aquecido, tornando-o seguro para cozinhar e assar. É também um bom isolante elétrico, tornando-o ideal para uso em equipamentos elétricos. O plástico, por outro lado, pode liberar substâncias químicas nocivas quando aquecido, tornando-o uma opção menos segura para cozinhar e assar.

Limpeza e Manutenção

Quando se trata de limpeza e manutenção, silicone e plástico apresentam algumas semelhanças e diferenças. Ambos os materiais podem ser lavados na máquina de lavar louça, mas o silicone é mais durável e pode suportar temperaturas mais altas. O plástico pode deformar e derreter em altas temperaturas, tornando-o menos durável do que o silicone.

Conclusão

Então, o silicone é um material feito de silício e oxigênio, e é usado para muitas coisas. 

Você pode ver porque é tão popular agora, não pode? Portanto, não tenha medo de fazer perguntas se não tiver certeza sobre algo. Você sempre pode pedir ajuda a um amigo. 

E não se esqueça de conferir nosso guia para mais informações sobre silicone.

Sou Joost Nusselder, fundador da Tools Doctor, profissional de marketing de conteúdo e pai. Adoro experimentar novos equipamentos e, junto com minha equipe, crio artigos de blog aprofundados desde 2016 para ajudar os leitores fiéis com ferramentas e dicas de criação.