El caucho de silicona HTV (Vulcanizado a Alta Temperatura) también se conoce como Caucho de silicona Curado por Calor. Se fabrican a partir de gomas de silicona reactivas, en otras palabras, cadenas lineales, con macromoléculas de muy alto peso molecular que contienen varios grupos reactivos. Sílices pirogénicas o precipitadas con alta área superficial específica para mejorar las propiedades mecánicas, estabilizadores térmicos y otros aditivos diversos como plastificantes o agentes antiestructurantes. La reticulación ocurre usando peróxidos orgánicos en sistemas de policondensación o catalizadores de platino en sistemas de poliadicción. Los compuestos curan a alta temperatura (100-200°C) después de mezclarlos con el catalizador. La reticulación ocurre usando peróxidos orgánicos en sistemas de policondensación o catalizadores de platino en sistemas de poliadicción. Los cauchos de silicona HTV se presentan en dos estados físicos diferentes: líquido y sólido.
Tipos de Caucho de Silicona HTV
El método de división del HTV generalmente se basa en la aplicación y el rendimiento, como tipo de uso general, tipo de baja deformación permanente por compresión, tipo de baja contracción, tipo ignífugo, tipo resistente a disolventes, tipo de alta temperatura, etc.
Basado en los diferentes métodos de curado y procesamiento, el caucho de silicona HTV puede clasificarse como silicona sólida (HCR) y silicona líquida (LSR).
HCR - Caucho de Alta Consistencia
El caucho de alta consistencia (Caucho de silicona tipo molturable) se compone principalmente de poliorganosiloxano (polímero de silicona) y sílice con varios aditivos para otorgar características diversificadas. Se le añade un agente reforzante y varios aditivos para la mezcla. Los aditivos incluyen cargas, agentes vulcanizantes (generalmente caucho crudo sin peróxido), agente de control de estructura y modificador, etc., y luego el compuesto de caucho se vulcaniza en un molde a una presión de aproximadamente 5 MPa, y se vulcaniza a una alta temperatura de 120 a 130 °C durante unos 10 a 30 minutos. Y después del desmoldeo, el producto necesita una segunda vulcanización durante 24 horas en un horno a 200 a 250 °C.
LSR - Caucho de Silicona Líquida
El LSR es un tipo líquido y un caucho de silicona de vulcanización a alta temperatura. El LSR difiere del caucho de silicona tipo molturable y del RTV (Vulcanización a Temperatura Ambiente) por su grado de viscosidad y temperatura de curado. El LSR (Caucho de Silicona Líquida) es un material de caucho perfecto para el moldeo por inyección automatizado debido a su excelente liquidez. Además, el LSR (Caucho de Silicona Líquida) es ideal para moldes complejos, diseños exigentes y tolerancias porque puede llenar fácilmente la parte más compleja de un molde.
HCR vs LSR
Las características de rendimiento del HCR y el LSR son relativamente similares; sin embargo, la viscosidad es un diferenciador clave entre el LSR y el HCR, y tiene un impacto significativo en el equipo y los procesos utilizados para fabricar cada uno de estos elastómeros.
La silicona HCR se produce como un caucho sólido gomoso y de alta viscosidad que está parcialmente vulcanizado. Los métodos de procesamiento incluyen: moldeo por compresión, moldeo por transferencia y extrusión de tubos de caucho.
La silicona LSR, por otro lado, se suministra en tambores o cubos en forma de caucho líquido; debido a su baja viscosidad, el moldeo por inyección es la forma perfecta de procesar el LSR.
En comparación con otros productos de silicona como el caucho de silicona líquida (LSR), los HCR son generalmente materiales más resistentes con propiedades físicas más robustas.
El LSR tiene una viscosidad menor que el HCR. Los LSR se moldean típicamente por inyección y generalmente tienen un tiempo de vida útil (pot life) más largo en comparación con el HCR.
El LSR es más fácil de fabricar y está mejor destinado para su uso en geometrías complejas. El HCR puede alcanzar mejores propiedades generales. El LSR, mientras tanto, ofrece una mayor variedad de opciones de materiales.
El caucho de silicona HCR y LSR ofrecen muchas de las mismas ventajas de rendimiento. El mejor material para su proyecto dependerá en última instancia de cuántas piezas necesite producir. Los HCR son menos costosos que los LSR tanto en materia prima como en costo del molde de herramienta. Generalmente, los materiales de silicona HCR son más adecuados para tiradas de producción más pequeñas, mientras que la silicona LSR es ideal para la fabricación de gran volumen o tolerancias ajustadas porque mantiene bajos los costos unitarios.
Ventajas de la Silicona HTV
Duradero: El caucho de silicona es un material de elección en la industria cuando se desea retener la forma inicial y la resistencia mecánica bajo estrés térmico intenso o temperaturas bajo cero. El caucho orgánico tiene una cadena principal de carbono a carbono que puede hacerlo susceptible al ozono, UV, calor y otros factores de envejecimiento que el caucho de silicona puede soportar bien. Esto hace del caucho de silicona uno de los elastómeros de elección en muchos entornos extremos.
Resistencia química: La silicona HTV es altamente inerte y no reacciona con la mayoría de los productos químicos. Debido a su inercia, se utiliza en muchas aplicaciones médicas, incluyendo implantes médicos. Es biocompatible, hipoalergénica y no alergénica, lo que la hace adecuada para productos para el cuidado del bebé y contacto con alimentos en general.
Resistencia a la temperatura: La silicona HTV ofrece buena resistencia a temperaturas extremas, pudiendo operar normalmente desde −100 hasta 300 °C.
Propiedades mecánicas: propiedades como la elongación, la fluencia, la flexión cíclica, la resistencia al desgarro, la compresión permanente, la rigidez dieléctrica (a alta tensión), la conductividad térmica, la resistencia al fuego y, en algunos casos, la resistencia a la tracción pueden ser —a temperaturas extremas— muy superiores a las de los cauchos orgánicos en general, aunque algunas de estas propiedades son aún inferiores a las de algunos materiales especiales.
Propiedades eléctricas: La silicona HTV tiene excelentes propiedades aislantes.
Hidrorrepelencia y Fácil coloración
Aplicaciones
La silicona HTV se ha utilizado ampliamente para reemplazar productos petroquímicos en todas las industrias, incluyendo la aeroespacial, industria de municiones, automotriz, productos químicos finos, construcción, electricidad y electrónica, procesamiento de alimentos, ingeniería mecánica, médica y farmacéutica, cosméticos, electrodomésticos, película de papel, baterías solares y semiconductores. Recientemente, el alcance de la aplicación de silicona se ha expandido a mayor velocidad.
Las destacadas propiedades del caucho de silicona de curado por calor se utilizan en muchas aplicaciones industriales diferentes: sellado y tuberías en circuitos de fluidos (juntas para construcción de edificios y aplicaciones aeronáuticas, juntas automotrices, fuelles y mangueras), protección eléctrica (cables de seguridad de equipos de oficina y aislantes para aplicaciones electrotécnicas, capuchones de bujía, cables y conectores para aplicaciones automotrices), aplicaciones alimentarias, farmacéuticas y biomédicas (tubos, perfiles).
Mecanismo de Curado
Los cauchos de silicona HCR y LSR pueden procesarse de diversas maneras, cada tipo de moldeo tiene diferencias en los métodos de procesamiento y tiene sus propias ventajas y desventajas.
Extrusión
La extrusión es un proceso de fabricación continuo en el que el caucho de silicona es forzado a través de una matriz y luego vulcanizado. La matriz da forma al extrudado. La presión necesaria se produce a través de un tornillo transportador, en el cual el material se homogeniza, se comprime y se ventila.
Los productos extruidos incluyen: Tubos, Perfiles, Cables, Cintas planas y Cordones redondos.
Moldeo por Compresión y Transferencia
Los procesos de moldeo por compresión se utilizan para una amplia gama de aplicaciones. El caucho de silicona sólido se cura en moldes mediante calor y presión. El moldeo por compresión y transferencia son los métodos preferidos para el caucho de silicona sólido.
Moldeo por Inyección
El moldeo por inyección es el proceso más popular y eficiente para la producción en masa de productos que deben cumplir estrictas exigencias de alta calidad constante. Se caracteriza por una alta precisión dimensional, produce piezas de alta calidad sin necesidad de acabado secundario y permite ciclos de producción mucho más cortos que otros procesos. Las desventajas son los mayores costos de molde y maquinaria, aunque estos se compensan con la alta productividad.
El moldeo por inyección es ideal para piezas de tamaño pequeño a mediano y grandes tiradas de producción, como tetinas para biberones y anillos de junta.
Recubrimiento con rasqueta (en textiles)
Las siliconas pueden utilizarse para recubrir casi cualquier tipo de tejido. El arte de la formulación requiere una gran experiencia y creatividad, y un amplio conocimiento sobre las relaciones químicas y de procesamiento relevantes.
Almacenamiento de Silicona HTV
Almacenamiento de Silicona HCR
- El caucho de silicona sólido se puede almacenar hasta 12 meses dependiendo del grado.
- Los productos almacenados por más tiempo del indicado anteriormente aún pueden ser utilizables…se deben verificar las propiedades.
- El almacenamiento a largo plazo de la silicona HTV puede causar un aumento en la viscosidad Mooney”…esto es reversible.
- El caucho almacenado demasiado tiempo puede restaurarse repolimerizándolo en un molino de rodillos.
- Condiciones de almacenamiento recomendadas.
- Almacenar en recipientes cerrados en salas frescas a 0 a 30°C
- Sin luz solar directa.
- Mantener separado del caucho orgánico y los productos químicos de reticulación.
Almacenamiento de Silicona LSR
Si se almacena correctamente, el caucho de silicona líquida tiene una vida útil de hasta 12 meses.
- Incluso si el producto se almacena por más tiempo del recomendado.
- almacenamiento aún puede usarlo habitualmente…se deben verificar las propiedades.
- Al igual que con las siliconas HTV, la viscosidad puede aumentar durante el almacenamiento…esto puede revertirse.
- El material aún puede procesarse a pesar de una mayor viscosidad.
- Condiciones de almacenamiento recomendadas.
- Almacenar en recipientes cerrados en una sala fresca a 0 a 30°C.
- Sin exposición a la luz solar directa.
- Temperaturas promedio más altas pueden acortar la vida útil.