Tipos de Caucho de Silicona
Los grupos orgánicos en los cauchos de silicona pueden ser metilo, vinilo, fenilo u otros grupos. Según la norma ASTM D1418, que cubre un sistema de clasificación general o nomenclatura para caucho y látex de caucho, los cauchos de silicona se clasifican como:
Grupo Metilo– También conocido como elastómero/caucho de dimetilsilicona o simplemente caucho de metilsilicona. También se le conoce como MQ.
Grupos Metilo y Fenilo– También conocido como elastómero/caucho de metilfenilsilicona o caucho de fenilsilicona. Se le conoce como PMQ y tiene un excelente rendimiento a baja temperatura.
Grupos Metilo y Vinilo– También conocido como elastómero/caucho de metilvinilsilicona. También se le conoce como VMQ.
Grupos Metilo, Fenilo y Vinilo– También se le conoce como PVMQ y es conocido por su excelente rendimiento a baja temperatura.
Grupos Fluoro, Vinilo y Metilo– También conocido como caucho fluorado o Caucho de fluorosilicona. Se le conoce como FVMQ y son altamente resistentes al ataque químico (combustible, aceite, disolvente...).
Dentro de las familias de variaciones de caucho de silicona, existen tres formas principales de caucho de silicona, dependiendo del método de procesamiento: líquido, vulcanizado a temperatura ambiente y vulcanizado a alta temperatura.
Caucho de silicona líquida(LSR)contiene polímeros de menor peso molecular y, por lo tanto, cadenas más cortas. Puede extruirse o moldearse por inyección con maquinaria especializada. Este tipo de caucho de silicona es más resistente a la intemperie y transparente.
El caucho de silicona RTV (vulcanizado a temperatura ambiente)es un tipo de caucho de silicona hecho de sistemas de un componente (RTV-1) o de dos componentes (RTV-2) donde su rango de dureza va de muy blando a medio. Generalmente se utiliza para encapsulamiento, sellado y recubrimientos. Los moldes de silicona también se fabrican con caucho de silicona RTV.
El Caucho de Silicona Sólida o Vulcanizado a Alta Temperatura (HTV)tiene polímeros de cadena larga con los pesos moleculares más pesados. Están disponibles en forma sin curar y requieren técnicas tradicionales de procesamiento de caucho.
Método de Curado del Material de Silicona
En su estado sin curar, el caucho de silicona es un gel o líquido altamente adhesivo. Para convertirse en un sólido, debe curarse, vulcanizarse o catalizarse. Esto normalmente se lleva a cabo en un proceso de dos etapas en el punto de fabricación para darle la forma deseada, y luego en un proceso prolongado de post-curado. También puede moldearse por inyección.
El caucho de silicona puede curarse mediante un sistema de curado catalizado por platino, un sistema de curado por condensación, un sistema de curado por peróxido o un sistema de curado por oxima. Para el sistema de curado catalizado por platino, el proceso de curado puede acelerarse añadiendo calor o presión.
Sistema de curado basado en platino
En un sistema de curado de silicona basado en platino, también llamado sistema de adición (porque la reacción clave de construcción del polímero es una reacción de adición), un polímero de siloxano funcionalizado con hidruro y vinilo reaccionan en presencia de un catalizador de complejo de platino, creando un puente etilo entre los dos.[1] La reacción no tiene subproductos. Dichos cauchos de silicona curan rápidamente, aunque la tasa o incluso la capacidad de curado se inhibe fácilmente en presencia de estaño elemental, azufre y muchos compuestos de amina.
Sistema de curado por condensación
Los sistemas de curado por condensación pueden ser sistemas de un componente o de dos componentes.[3] En los sistemas de un componente o RTV (vulcanizado a temperatura ambiente), un reticulante expuesto a la humedad ambiente (es decir, agua) experimenta una etapa de hidrólisis y queda con un grupo hidroxilo o silanol. El silanol se condensa aún más con otro grupo hidrolizable en el polímero o reticulante y continúa hasta que el sistema está completamente curado. Dicho sistema curará por sí solo a temperatura ambiente y (a diferencia del sistema de curado por adición basado en platino) no se inhibe fácilmente por contacto con otros productos químicos, aunque el proceso puede verse afectado por contacto con algunos plásticos o metales y puede no tener lugar en absoluto si se pone en contacto con compuestos de silicona ya curados. Los reticulantes utilizados en los sistemas de curado por condensación son típicamente silanos alcoxi, acetoxi, éster, enoxi u oxima, como metil trimetoxi silano para sistemas de curado alcoxi y metil triacetoxisilano para sistemas de curado acetoxi. En muchos casos, se añade un catalizador de condensación adicional para curar completamente el sistema RTV y conseguir una superficie libre de pegajosidad. Los catalizadores organotitánicos como tetraalcoxi titanatos o titanatos quelados se utilizan en sistemas de curado alcoxi. Los catalizadores de estaño como el dilaurato de dibutilestaño (DBTDL) pueden utilizarse en sistemas de curado por oxima y acetoxi. La condensación acetoxi-estaño es una de las químicas de curado más antiguas utilizadas para curar caucho de silicona, y es la que se utiliza en masilla de baño doméstica. Dependiendo del tipo de molécula liberada, es posible clasificar los sistemas de silicona como ácidos, neutros o alcalinos.
Los sistemas de condensación de dos partes envasan el reticulante y el catalizador de condensación juntos en una parte, mientras que el polímero y cualquier carga o pigmento están en la segunda parte. La mezcla de las dos partes hace que tenga lugar el curado.
Una vez completamente curados, los sistemas de condensación son eficaces como selladores y masillas en fontanería y construcción, y como moldes para colar resinas de poliuretano, epoxi y poliéster, ceras, yeso y metales de baja temperatura de fusión como el plomo. Son típicamente muy flexibles y tienen una alta resistencia al desgarro. No requieren el uso de un agente desmoldante, ya que las siliconas tienen propiedades antiadherentes.
Sistema de curado por peróxido
El curado por peróxido se utiliza ampliamente para curar caucho de silicona. El proceso de curado deja subproductos, lo que puede ser un problema en aplicaciones de contacto con alimentos y médicas. Sin embargo, estos productos generalmente se tratan en un horno de post-curado que reduce en gran medida el contenido de productos de descomposición del peróxido. Uno de los dos principales peróxidos orgánicos utilizados, el peróxido de dicumilo (comparar con el hidroperóxido de cumeno), tiene como principales productos de descomposición acetofenona y fenil-2-propanol. El otro es el peróxido de diclorobenzoilo, cuyos principales productos de descomposición son ácido diclorobenzoico y diclorobenceno.
