Hoy en día, el caucho de silicona y el caucho normal se utilizan en diversos campos de nuestra vida cotidiana. Desde mangos de goma a utensilios de cocina, pasando por componentes médicos y aeronáuticos, el caucho de silicona y el caucho normal se encuentran en todas partes. A la hora de diseñar productos, especialmente aplicaciones reforzadas con componentes de caucho, es crucial elegir el tipo de caucho adecuado entre silicona y caucho. Si se comprenden las sutiles diferencias entre dos materiales, se puede fabricar un producto más satisfactorio que si no se presta atención a los entresijos.

A la hora de seleccionar materiales para su uso en la fabricación de diversos productos y bienes, es necesario reconocer las ventajas y desventajas de los muchos tipos de caucho disponibles actualmente en el mercado de consumo. Muchos productos de caucho han demostrado ser versátiles. Los cauchos de silicona y los cauchos normales son los dos tipos de caucho de los que más se habla y que se utilizan en diferentes industrias. Estos materiales tienen propiedades y aplicaciones muy distintas, e incluso sus procesos de fabricación son significativamente diferentes.

Con esta entrada de blog, no sólo informamos a fabricantes, consumidores y expertos del sector sobre la diversidad de tipos de transformación del caucho.

Conocimientos básicos de silicona y caucho ordinario

¿Qué es el caucho de silicona?

Goma de silicona es un polímero de hidrocarburo cuyos componentes principales son el silicio, el carbono, el hidrógeno y el oxígeno. Es un material sintético artificial. Es popular por sus excelentes propiedades, como buena resistencia al calor, excelente flexibilidad y biocompatibilidad. Esto lo convierte en una opción destacada para aplicaciones sometidas a grandes cambios de temperatura u otras condiciones adversas.

El caucho de silicona se utiliza habitualmente en aplicaciones en las que las temperaturas extremas y los riesgos ambientales son motivo de preocupación, como juntas y sellantes en el sector de la automoción. Su versatilidad se describe por la oportunidad que ofrece de crear distintos grados, como siliconas conductoras, ignífugas y de grado médico.

¿Qué es el caucho ordinario?

A menudo llamado caucho o goma natural, se extrae del látex, un producto natural del árbol del caucho, que es un compuesto natural producido por el árbol del caucho. Se separan los principales componentes químicos, quedando el cis-1,4-poliisopreno y algunas impurezas en forma de proteínas, agua y compuestos inorgánicos. Sus propiedades son un material de gran elasticidad, buena resistencia a la tracción, considerable resistencia al desgaste y resistencia a la abrasión, a los disolventes y a la humedad.

El caucho normal es una opción barata para muchos usos cotidianos, como neumáticos o zapatos. Se puede encontrar en todas partes y en muchos objetos. Aunque el caucho normal no es tan fuerte como la silicona en cuanto a resistencia química, este material tiene mucho en común con ella en cuanto a flexibilidad y resistencia a la tracción.

El origen del caucho de silicona

Los elastómeros de silicona, un compuesto surgido en los últimos tiempos, se han convertido en un material muy escaso con excelentes propiedades de resistencia térmica, química y eléctrica, así como de flexibilidad (sobre todo en condiciones extremas). El caucho normal, aunque es un material típico para muchas aplicaciones, no posee intrínsecamente todas las cualidades de resistencia que ofrece el caucho de silicona.

1. Qué hace diferente a la silicona

El caucho de silicona es único en el sentido de que puede soportar temperaturas de entre -55 y 300 grados Celsius sin mostrar ningún signo de cambios mecánicos o de calidad física que suelen producirse en aplicaciones de calor o frío extremos. Esto la hace ideal para este tipo de aplicaciones. En primer lugar, las siliconas no se funden, queman o derriten como cualquier caucho ordinario; son térmicamente estables, químicamente inertes y no reaccionan a fuerzas extremas. Por lo tanto, las siliconas funcionan bien en condiciones en las que la mayoría del caucho se rompería a su debido tiempo.

2. Explorar la química

En cuanto a la resistencia química, aquí es donde la cosa se complica. El caucho no afectado (también en este caso utilizado en condiciones normales) puede disolver diferentes compuestos. Sin embargo, la silicona a base de caucho confiere a este material una resistencia sin concesiones no sólo a los agentes más agresivos o corrosivos, sino también al ataque químico. Esta propiedad lo convierte en una elección eficaz para una amplia gama de productos químicos, excepto en los casos en que otros cauchos fallarían por completo.

Comprender las diferencias básicas

Composición química

El caucho de silicona se fabrica a partir de sílice, un elemento que se encuentra en el subsuelo y que sólo es superado en peso por el oxígeno. Este componente determina químicamente las propiedades del polímero, especialmente su excelente resistencia al calor.

Aunque el caucho natural es conocido por su composición química menos compleja en comparación con el caucho sintético, que a su vez se basa en hidrocarburos. Por eso, el caucho normal se ve más afectado cuando se expone a fuertes influencias ambientales que el sintético. caucho de silicona.

Comportamiento mecánico

El caucho de silicona presenta una gran resistencia al desgaste y elongación, lo que le permite soportar distintas cargas mecánicas causadas por la compresión, la deformación y el cizallamiento sin agrietarse ni cambiar su forma inicial. En cambio, el caucho suele tener una excelente elasticidad y resistencia al desgaste, por lo que son adecuados para superficies que suelen estar en contacto con objetos duros y rígidos y sujetas a impactos.

Resistencia térmica

El caucho de silicona puede obtener las mejores puntuaciones en pruebas de temperaturas extremas porque mantiene sus propiedades a temperaturas tan altas como 260°C (500°F) y tan bajas como -70°C (-100°F) su rendimiento. El caucho que utilizamos habitualmente es de naturaleza orgánica y, por lo tanto, su uso se limita a un rango de altas temperaturas de aproximadamente 60°C (140°F).

Aplicaciones e industrias

Silicio para las industrias electrónica y médica

La bioinercia de las siliconas se considera una gran ventaja, lo que hace que la industria sea importante en el campo médico, donde se suministran dispositivos como prótesis e implantes. Además de sus propiedades eléctricas, encierra y aísla eficazmente los componentes electrónicos, especialmente a temperaturas elevadas.

Caucho común en neumáticos y piezas de automóvil

La gran dureza del caucho se extiende a sus propiedades mecánicas, lo que lo convierte en un estándar en la industria del automóvil, incorporándolo a la producción de neumáticos, juntas y diversos componentes mecánicos. Las propiedades amortiguadoras y resistentes a los golpes del (EVA) no sólo se utilizan en equipos deportivos y calzado, sino que también se extienden a la estructura del calzado, donde el aterrizaje suave y la amortiguación del pie son requisitos importantes.

Diferencias de fabricación

Proceso de vulcanización

La fabricación de caucho normal requiere vulcanización, un proceso químico utilizado para convertir el caucho natural o polímeros afines en un material más duradero. Este método suele implicar el uso de azufre y otros agentes de curado durante el calentamiento del caucho. De hecho, el caucho de silicona no necesita vulcanizarse como los polímeros porque empieza a formar una red desde el principio.

Moldeo y procesabilidad

Debido a su mayor estabilidad térmica, caucho de silicona es la opción preferida en muchas industrias porque puede adoptar formas muy complejas mediante diversos procesos, como el moldeo por compresión, el moldeo por transferencia y el moldeo por inyección de caucho de silicona líquida (LSR). Una alternativa al caucho normal es utilizar silicona, que es muy maleable pero requiere un control más preciso de la temperatura y la presión de la máquina durante la producción.

Impacto medioambiental y sostenibilidad

Biodegradabilidad y eliminación

El caucho es la sustancia más común. Aunque se trata de caucho natural, se descompone si se deja durante mucho tiempo. Como el proceso puede ser lento e implicar condiciones específicas, los resultados también serán lentos. Una desventaja medioambiental del caucho de silicona también puede ser que no se descompone fácilmente.

De hecho, en las últimas décadas, los residuos de silicona se han vuelto menos problemáticos gracias al continuo desarrollo de nuevas tecnologías y al reciclaje. Las tecnologías innovadoras y de reciclaje están mitigando gradualmente el problema de los residuos de silicona.

Recursos renovables

El caucho natural puede extraerse de árboles de caucho cultivados en plantaciones ecológicas. Además, cada vez más fabricantes y consumidores prefieren caucho procedente de prácticas responsables y ecológicas, por lo que el proceso de producción es respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, el caucho de silicona se fabrica principalmente a partir de silanos obtenidos de silicatos que se encuentran en la arena molida, un subproducto de la combustión de fuentes de biomasa.

Consideraciones económicas

Costes de producción

La razón por la que el caucho de silicona es más caro de producir puede deberse a la naturaleza de sus materias primas y a lo que parecen ser técnicas de fabricación más complejas. Además, el proceso de moldeado del caucho de silicona blando suele requerir costosos moldes especiales, lo que también aumenta el precio del producto inicial.

Durabilidad a largo plazo

Desde caucho de silicona tiene unos costes de puesta en marcha más elevados que otros materiales, la durabilidad del caucho de silicona suele merecer la pena. La producción de silicona suele superar su rendimiento en aplicaciones en las que la resistencia al calor y las propiedades de envejecimiento son favorables. Los productos de silicona duran más y ahorran mucho tiempo.

Caso práctico: Juntas de silicona frente a juntas de caucho normales

Las juntas de estanquidad de silicona y las juntas de estanquidad de caucho ordinario son materiales de estanquidad comunes, pero existen ciertas diferencias en cuanto a su rendimiento y uso.

Material

Las juntas de estanquidad de caucho ordinarias están hechas de caucho natural o sintético, mientras que las juntas de estanquidad de silicona están hechas de caucho de silicona. El caucho es caucho natural, derivado del látex producido por los árboles del caucho, mientras que el caucho de silicona está hecho de cadenas de polímeros, que son moléculas de cadena larga derivadas del petróleo refinado y el carbón. Se puede observar que el caucho de silicona es superior al caucho ordinario en términos de resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, por lo que tiene más importancia práctica para diversas aplicaciones especiales.

Resistencia a la temperatura

Las juntas de silicona presentan una mejor capacidad de funcionamiento que las juntas de caucho estándar en el intervalo de temperaturas de -60°C-230°С. Por lo tanto, pueden funcionar sin problemas dentro del intervalo de temperatura especificado. Este rendimiento a altas temperaturas proporciona al material muchas ventajas y se utiliza ampliamente en aplicaciones que requieren resistencia a altas temperaturas, como mangueras de aire acondicionado de automóviles, juntas de gasolina y sistemas de aire comprimido, motores a reacción de aviones, dispositivos fotovoltaicos y otros campos. Las juntas estándar de tipo caucho tienen un rango de temperatura de funcionamiento limitado en comparación con el rango de temperatura ambiente, normalmente -40°C -120°C.

Resistencia química

Los materiales de sellado fabricados con silicona son más resistentes a los agentes químicos que sus homólogos de caucho normal. Las juntas de silicona pequeñas, como juntas tóricas, juntas, etc., se utilizan mucho en entornos difíciles.

Por ejemplo, los ácidos, álcalis y disolventes orgánicos corroerán las juntas de caucho ordinarias, pero las juntas de silicona pueden soportar estos medios y funcionar. Por ello, debido a las particularidades de determinados campos industriales, como la industria farmacéutica, química y de prospección petrolífera, es necesario elegir juntas de estanquidad de silicona.

Rendimiento de sellado

En comparación con las juntas de estanquidad de caucho, las juntas de estanquidad de material de silicona mejoran la eficacia de estanquidad. Las juntas de silicona para gases y fluidos son eficaces para evitar fugas porque el caucho es menos propenso a volverse quebradizo y duro, y las juntas tienen una vida útil relativamente larga.

Entre las ventajas de utilizar juntas de silicona, este es un factor importante que ha hecho que las juntas de silicona sean populares en sectores industriales como la fabricación de automóviles, los sistemas aeroespaciales, la electrónica y otras industrias que requieren juntas de silicona en grandes cantidades.

Coste

Una razón habitual por la que las juntas de silicona cuestan más que las juntas de caucho normales es la calidad del material. Esto se debe a que el coste de las materias primas de silicona es elevado y el proceso de producción es complejo.

Sin embargo, en ocasiones especiales, la resistencia a altas temperaturas, la resistencia química y el excelente rendimiento de sellado que aportan las juntas de silicona superan su coste y son más aceptables que las juntas de caucho tradicionales.

En definitiva, estos dos métodos de sellado (juntas de silicona y juntas de caucho ordinarias) tienen los mismos principios básicos, pero cada uno tiene sus propias ventajas e inconvenientes.

En la práctica de los materiales de sellado en la vida real, los materiales de sellado adecuados se seleccionan en función de las necesidades del proyecto y de las condiciones reales.

¿Cuándo elegir caucho de silicona?

A diferencia del caucho natural, el caucho de silicona puede ser una opción versátil en determinadas aplicaciones porque:

1. Entorno extremo

Con esto, podemos definir en gran medida el rango dentro del cual puede operar la silicona, lo cual es muy útil, sobre todo en grandes cocinas y cocinas industriales que a veces tienen temperaturas extremas. Pensemos en el caso de las aplicaciones aeroespaciales, donde las piezas deben funcionar a temperaturas superiores a los límites aceptables, y en el de los dispositivos médicos que deben exponerse acumulativamente a diversos procedimientos de esterilización.

2. Aplicaciones médicas y alimentarias

La biocompatibilidad y su uso en prótesis, catéteres y tubos médicos hacen de la silicona médica un material imprescindible. En cambio, la silicona alimentaria debería ser prioritaria para los utensilios de cocina, ya que no empapa los alimentos, se puede lavar en el lavavajillas y es antiadherente.

3. Equipos eléctricos y electrónicos

Además de la capacidad de la silicona para soportar altas tensiones y sus propiedades aislantes, las empresas eléctricas, así como los fabricantes de silicona y electrónica, la han encontrado indispensable en cables, conectores y otros componentes electrónicos.

Es conocido por su carácter ecológico, por lo que es muy popular en la industria de semiconductores.

Cuándo elegir caucho ordinario

1. Todos los días Elementos y configuración general

La razón es que las cosas sencillas y cotidianas, como el transporte de cargas o los bienes de consumo sencillos, rara vez requieren algo distinto del caucho simple. Se cree que su mayor elasticidad de estiramiento está relacionada con su bajo coste, lo que lo hace compatible con prendas deportivas como pelotas, zapatillas y gomas elásticas.

2. Aplicaciones industriales

Por ejemplo, en entornos industriales menos exigentes en los que la exposición a productos químicos y las fluctuaciones de temperatura no son consideraciones importantes, un caucho con una preferencia de resistencia menor puede ser satisfactoriamente adecuado para su uso. Suele elegirse cuando se trabaja con cintas transportadoras, sellos y juntas, y piezas sencillas.

3. Sostenibilidad y biodegradabilidad

Lo que mucha gente puede no tener en cuenta es que la ventaja ecológica del caucho es que se degrada cuando se entierra, un factor clave en la producción respetuosa con el medio ambiente y la conciencia ecológica del producto. Esta característica es útil para los artículos que acaban desechándose debido a la capacidad de reciclarse fácilmente en estas categorías, como los envases.

El futuro de los productos de caucho

Debido al continuo desarrollo y avance de la ciencia de los materiales, es probable que el caucho de silicona se convierta en sinónimo de caucho ordinario, y que la diferencia entre el caucho de silicona y el caucho ordinario se difumine.

Ahora, los materiales híbridos, como los elastómeros sintéticos fluoroelastómeros, están mejorando el rendimiento en muchas de estas exigentes aplicaciones. Con el tiempo, sin embargo, las diferencias entre estos tipos de caucho deberían ser cruciales para los desarrolladores de vaping y sus usuarios.

Se cree que la investigación en productos de caucho ecológico de nueva generación corregirá la imagen de la industria del neumático. A medida que avanzamos lentamente hacia una cultura decididamente verde, el caucho compostable se ha convertido en una tendencia reciente con el añadido de mejorar el medio ambiente.

Conclusión

El mercado de los productos de caucho es enorme, y las variedades de silicona y caucho ordinario sólo representan una pequeña parte de todos los productos de caucho. Sin embargo, aunque el número de sus subgéneros puede ser infinito, estamos hablando de aquellos subgéneros entre ellos que tienen sus propias características y un lugar especial en los libros sobre ciencia de los materiales. Cada tipo tiene su propio conjunto de propiedades, usos y un lugar único en el gran tapiz de la ciencia de los materiales.

Sin embargo, la comprensión de estos contrastes entre materiales no es sólo para los académicos, sino que también es una herramienta útil que los ingenieros, diseñadores y cualquier otra persona que construya productos debe entender para elegir los materiales adecuados para el producto. Una parte integral de la comprensión de ambos materiales pasa por entender los matices del caucho y la silicona. A su vez, éstos permitirán tomar decisiones más informadas, haciendo que la aplicación de ambos materiales sea más segura, eficiente y práctica.

La controversia silicona versus caucho no es una cuestión de blanco o negro, sino un complejo acto de equilibrio que reconoce las situaciones de aplicación de forma compuesta y selecciona la tecnología en consecuencia. En el camino hacia materiales más estables y de mayor utilidad, debemos reconocer el lado bueno y el lado malo de cada componente.

Desde el confort cotidiano del feel reliable hasta las prestaciones rompedoras del caucho de siliconalos materiales que se repiten en la fabricación de una amplia gama de productos que utilizamos habitualmente merecen ser conocidos y apreciados por todos nosotros a un nivel mucho más profundo.