Come è fatto il silicone?

Come è fatto il silicone, quali sono le sue proprietà? 

I siliconi o polisilossani: polimeri inorganici
Le proprietà del silicone
Le forme del silicone 
La vulcanizzazione 
La vulcanizzazione a temperatura ambiente (RTV) 
La vulcanizzazione ad alta temperatura (HTV) 
La vulcanizzazione con raggi UV 
Il post curing

I siliconi o polisilossani derivano tutti da un unico composto chimico, il più abbondante sulla terra: il biossido di silicio o silice, noto in chimica come SiO2. Si trova in grandi quantità sotto forma di quarzo, sabbia, rocce ignee e sedimentarie.
Il silicone è un polimero inorganico basato sulla catena molecolare silicio-ossigeno-silicio e gruppi funzionali organici legati agli atomi di silicio: questa peculiarità lo rende del tutto differente da altri polimeri, tanto da essere stato definito come "l'anello mancante tra la chimica organica e inorganica".Il silicone è definito un polimero inorganico per l’assenza nella sua struttura base del carbonio.

Le catene laterali del silicone conferiscono al polimero una notevole resistenza alla penetrazione dell'acqua e rendono difficile la reazione del silicone con altre sostanze chimiche, impedendo che esso aderisca a molti altri materiali. L’intensità di queste proprietà dipende dai gruppi chimici legati alla catena silicio-ossigeno.
I legami silicio-ossigeno del silicone sono altamente stabili, molto di più rispetto a quelli carbonio-carbonio presenti in molti altri polimeri: grazie alla sua struttura chimica, il silicone presenta caratteristiche e proprietà che si trasformano in vantaggi importanti in ogni tipo di applicazione.

Il silicone garantisce un’ottima resistenza alle alte temperature e flessibilità alle basse temperature, un’elevata resistenza all'azione degli agenti atmosferici (raggi UV, ozono) e a numerose sostanze chimiche.
Il silicone è facilmente lavorabile avendo ottime proprietà meccaniche ed essendo facilmente pigmentabile.
Un’elevata resistenza al fuoco e la combustione atossica, oltre alla idoneità al contatto con alimenti, alla resistenza a batteri e funghi e alla sua elevata biocompatibilità rendono il silicone adatto a molteplici applicazioni.
Per migliorare le proprietà delle miscele di polisilossani (o polimeri), si possono aggiungere cariche attive e passive. Può trattarsi di pigmenti per la colorazione e/o di cariche per le proprietà meccaniche o per migliorare la lavorazione e la reticolazione. I pigmenti o le basi coloranti possono essere certificati per applicazioni atossiche, alimentari, mediche, impiantabili nel corpo ecc.

Nella sua forma elastomerica (VMQ), il silicone nei nostri processi produttivi è utilizzato sia in stato liquido (LSR Liquid Silicone Rubber) che in pasta (HCR High Consistency Rubber).
Nel silicone liquido i numeri di ripetizione m e n indicati nell'immagine "Struttura dei polisilossani" sono "piccoli": si ottengono quindi catene corte. La viscosità del polimero sarà quindi bassa.
Nel silicone in pasta i numeri di ripetizione m e n sono invece "grandi", quindi si ottengono catene lunghe. La viscosità del polimero sarà elevata.
Dopo la lavorazione il silicone è vulcanizzato. La vulcanizzazione è un processo chimico durante il quale, le catene di polimeri vengono legate insieme attraverso ponti chimici (chiamati ponti cross-link), che aumentano la resistenza e l'elasticità del materiale.
Il processo di vulcanizzazione del silicone può essere realizzato attraverso diversi metodi.

Vulcanizzazione a temperatura ambiente (RTV)
Questa tecnica utilizza agenti vulcanizzanti che reagiscono a temperatura ambiente per formare ponti cross-link nel silicone. Gli agenti vulcanizzanti più comuni sono i catalizzatori al platino e i catalizzatori al perossido.
Vulcanizzazione ad alta temperatura (HTV)
In questo metodo, il silicone viene riscaldato a temperature elevate (di solito tra 100 e 200 °C) in presenza di un agente vulcanizzante, come il perossido organico o il solfuro. Il calore accelera la reazione di formazione dei ponti cross-link.

Vulcanizzazione con raggi UV
L’irraggiamento UV avvia la reazione di reticolazione quasi a temperatura ambiente: quindi in pochi secondi il silicone indurisce senza che le sue caratteristiche siamo in alcun modo alterate. La velocità dell’indurimento può variare in base all’intensità della luce UV e al tempo di esposizione ad essa.

Una volta completato il processo, il silicone vulcanizzato avrà proprietà meccaniche migliorate, tra cui una maggiore resistenza, elasticità e resistenza al calore, rispetto al silicone non vulcanizzato.
Può vulcanizzare sia con l'apporto di temperatura, sia a temperatura ambiente. Fondamentale per raggiungere la vulcanizzazione è la presenza di un catalizzatore all'interno della mescola (compound).
I principali tipi di catalizzatore sono rappresentati dal diclorobenzoilperossido (siliconi perossidici) e da derivati del platino (siliconi platinici).

Dopo la polimerizzazione, spesso viene effettuato un ulteriore trattamento, denominato post vulcanizzazione (post curing): tale processo migliora le caratteristiche meccaniche dei particolari ed elimina i residui di sostanze volatili non decomposte ancora presenti.

Per altre info vai alla pagina di cui al link qui sotto.

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