El caucho de silicona es un elastómero duradero y altamente resistente (material parecido al caucho) compuesto por silicona (polímero) que contiene silicio junto con otras moléculas como el carbono, el hidrógeno y el oxígeno. Su estructura siempre comprende una cadena principal de siloxano (cadena de silicio-oxígeno) y una parte orgánica unida al silicio. La fórmula química es mSiO₂·nH₂O.
Punto de Fusión
A diferencia de la mayoría de otros cauchos, el caucho de silicona puede soportar temperaturas extremas, desde por encima de 200°C hasta tan bajas como menos 60°C. En cuanto a los puntos de fusión, la silicona no se derrite solo por la temperatura, independientemente de lo caliente que se ponga.
Si, por ejemplo, el caucho de silicona se calienta a 150°C, incluso por un período prolongado de tiempo, no debería cambiar. Cuando se calienta a 200°C, se volverá más duro y menos elástico con el tiempo, mientras que si se calienta por encima de 300°C, se volverá rápidamente más duro y menos elástico. Sin embargo, incluso cuando se expone a estas altas temperaturas, no se derretirá.
Es importante notar, sin embargo, que la temperatura de autoignición de la silicona es alrededor de 450°C, por lo que no se recomienda calentarla por encima de esta temperatura.
Propiedades de los Cauchos de Silicona
1. Resistencia al Calor
La resistencia al calor del caucho de silicona es una de sus propiedades más excelentes y proporciona la base para su creación. El caucho de silicona es mucho mejor que los cauchos orgánicos en términos de resistencia al calor. A 150℃, casi no se producen alteraciones de las propiedades, por lo que puede usarse de forma semipermanente. Además, el caucho de silicona soporta el uso durante más de 10.000 horas consecutivas incluso a 200℃ y, si se usa por un período más corto, también puede usarse a 300℃. Con esta excelente resistencia al calor, los cauchos de silicona se utilizan ampliamente para fabricar componentes y piezas de caucho utilizados en lugares de alta temperatura.
2. Resistencia al Frío
La resistencia al frío del caucho de silicona es la mejor entre los cauchos orgánicos. Proporciona una razón crítica detrás de la creación de los cauchos de silicona. Los cauchos naturales y ordinarios demuestran cambios significativos en la formación dependiendo de las temperaturas. Se vuelven blandos a altas temperaturas y duros a bajas temperaturas, de modo que ya no pueden usarse. Mientras que otros cauchos orgánicos solo pueden usarse hasta -20℃ o -30℃, el caucho de silicona mantiene su elasticidad entre -55℃ y -70℃. Algunos de los productos incluso resisten temperaturas tan extremadamente bajas como por debajo de -100℃.
3. Resistencia a la Intemperie
El caucho de silicona tiene una excelente resistencia al ozono. Debido al ozono descargado por corona, otros cauchos orgánicos se ablandan a mayor velocidad, pero el caucho de silicona rara vez se ve afectado. Además, incluso tras exposiciones prolongadas a los rayos UV, el viento o la lluvia, las propiedades físicas del caucho de silicona no cambiarán sustancialmente.
4. Propiedades Eléctricas
El caucho de silicona se utiliza para materiales de aislamiento a alta temperatura con sus propiedades de aislamiento superiores. Es particularmente conocido por su amplio rango de temperatura y resistencia volumétrica entre 1014Ω cm y 1016Ω cm. El caucho de silicona experimenta el menor cambio de rendimiento en condiciones húmedas y es el más adecuado para ser utilizado como material de aislamiento. Añadiendo cargas conductoras especiales, también se puede fabricar silicona conductora. En particular, el caucho de silicona es fuertemente resistente a la descarga de corona en comparación con otros, al tiempo que se utiliza ampliamente para fines de aislamiento en entornos de alta tensión.
5. Conductividad Eléctrica
El caucho de silicona conductor es un compuesto que contiene materiales conductores como negro de carbono, plata y cobre. Dependiendo del tipo de caucho de silicona, sus niveles de resistencia varían desde unos pocos Ω cm hasta 103Ω cm. Una de sus propiedades es que sus propiedades eléctricas no se ven muy afectadas por la variación de las temperaturas. Todavía no se han encontrado materiales de caucho que igualen las propiedades eléctricas del caucho de silicona por encima de los 200℃. El caucho de silicona conductor también se utiliza para interfaces de teclado, piezas antiestáticas y materiales de blindaje para cables de alta tensión.
6. Resistencia a la Radiación
En comparación con otros cauchos orgánicos, el caucho de silicona ordinario (dimetil) no tiene un rendimiento especial en cuanto a resistencia a la radiación. Sin embargo, el caucho de metilfenilsilicona que adopta un grupo fenilo en las moléculas del polímero sí tiene resistencia a la radiación para ser utilizado en cables de centrales nucleares y conectores.
7. Resistencia al Vapor
El caucho de silicona absorbe solo el 1% de humedad incluso después de una larga exposición al agua sin verse afectado en resistencia mecánica o propiedades eléctricas. Generalmente, el caucho de silicona no se deteriora incluso después de tener contacto con vapor bajo presión atmosférica. En vapor a alta presión por encima de 150°C, el polímero de siloxano se rompe y las propiedades del caucho disminuyen. Dicha propiedad puede mejorarse mediante la composición del caucho de silicona, la selección del agente de curado y el post-curado. También hay disponibles otros productos modificados con mayor resistencia al vapor y al agua hirviendo.
8. Retardo de Llama
El caucho de silicona no se quema fácilmente al entrar en contacto con una llama, pero se quemaría de forma constante una vez encendido. Sin embargo, añadiendo una pequeña cantidad de retardante de llama, puede volverse ignífugo y autoextinguible. Los cauchos de silicona ignífugos actualmente en uso apenas producen gas tóxico durante la combustión, ya que no contienen compuestos orgánicos halogenados que se encuentran en los polímeros orgánicos.
9. Resistencia al Aceite
El caucho de silicona es inferior al caucho orgánico ordinario en resistencia al aceite a temperatura ambiente. Sin embargo, para automóviles o aeronaves que requieren resistencia a altas temperaturas, demuestra un rendimiento superior. Incluso en contacto con aceite de automóvil, el caucho de silicona no se infla significativamente debido al hinchamiento. Se hincha en compuestos orgánicos no polares como benceno, tolueno y gasolina. Pero sus materiales no se desintegran ni disuelven a diferencia de los cauchos orgánicos ordinarios. Si se elimina el disolvente, se restauraría a las condiciones originales.
10. No Tóxico
El caucho de silicona es fisiológicamente inerte y, por lo tanto, se utiliza para tetinas de bebé y tapones en aplicaciones médicas. El caucho de silicona también es un elastómero muy ideal para hacer gorros y gafas de natación.
11. Conductividad Térmica
El caucho de silicona tiene una excelente propiedad de conductividad térmica, ya que está relleno con materiales conductores de calor especiales para proporcionar una excelente transferencia de calor. Su función principal es transferir el calor de la fuente de calor al disipador de calor y normalmente se aplica entre ellos. Proporciona un efecto de amortiguación en los componentes y es muy adhesivo ya que es muy blando. También tiene la propiedad de auto-adhesión, por lo que no es necesario tratarlo con ningún otro material adhesivo.
12. Absorción Electromagnética
Recientemente, las tecnologías de equipos electrónicos están avanzando a un ritmo muy rápido. Debido a esto, la compatibilidad electromagnética (CEM) se ha convertido en un tema candente en la industria electrónica. El material de absorción electromagnética se fabrica rellenando caucho de silicona con polvo metálico de alto rendimiento. Absorbe la onda electromagnética y la convierte en calor, disipándola.