Al giorno d'oggi, la gomma siliconica e la gomma normale sono utilizzate in vari settori della nostra vita quotidiana. Dalle maniglie in gomma agli utensili da cucina, fino ai componenti medici e aeronautici, la gomma siliconica e la gomma normale si trovano ovunque. Quando si progettano prodotti, soprattutto applicazioni rinforzate con componenti in gomma, la scelta del tipo di gomma giusta tra silicone e caucciù è fondamentale. Comprendendo le sottili differenze tra i due materiali, si può realizzare un prodotto più soddisfacente rispetto a chi non presta attenzione a questi dettagli.

Nella scelta dei materiali da utilizzare per la fabbricazione di vari prodotti e merci, è necessario riconoscere i vantaggi e gli svantaggi dei numerosi tipi di gomma attualmente disponibili sul mercato. Molti prodotti in gomma si sono dimostrati versatili. Le gomme siliconiche e le gomme normali sono i due tipi di gomma più conosciuti e utilizzati in diversi settori. Questi materiali hanno proprietà, applicazioni e processi di produzione molto diversi.

Con questo post sul blog non ci limitiamo a informare i produttori, i consumatori e gli esperti del settore sulla diversità dei tipi di lavorazione della gomma, ma forniamo loro anche una panoramica sulla diversità dei tipi di lavorazione della gomma.

Conoscenza di base del silicone e della gomma comune

Che cos'è la gomma siliconica?

Gomma siliconica è un polimero idrocarburico con silicio, carbonio, idrogeno e ossigeno come componenti principali. È un materiale sintetico artificiale. È famoso per le sue eccellenti proprietà, come la buona resistenza al calore, l'ottima flessibilità e la biocompatibilità. Questo lo rende una scelta importante per le applicazioni soggette a forti sbalzi di temperatura o ad altre condizioni avverse.

La gomma siliconica è comunemente utilizzata in applicazioni che richiedono temperature estreme e rischi ambientali, come guarnizioni e sigillanti nel settore automobilistico. La sua versatilità è descritta dall'opportunità di creare diversi gradi, tra cui siliconi conduttivi, ritardanti di fiamma e per uso medico.

Che cos'è la gomma ordinaria?

Spesso chiamata gomma o caucciù naturale, viene estratta dal lattice, un prodotto naturale dell'albero della gomma, che è un composto naturale prodotto dall'albero della gomma. I principali componenti chimici vengono separati, lasciando il cis-1,4-poliisoprene e alcune impurità sotto forma di proteine, acqua e composti inorganici. Le sue proprietà sono un'elevata elasticità del materiale, una buona resistenza alla trazione, una notevole resistenza all'usura e all'abrasione, ai solventi e all'umidità.

La gomma normale è un'opzione economica per molti usi quotidiani comuni, come pneumatici o scarpe. Si trova ovunque e in molti oggetti. Sebbene la gomma normale non sia forte come il silicone in termini di resistenza chimica, questo materiale ha molto in comune con esso in termini di flessibilità e resistenza alla trazione.

L'origine della gomma siliconica

Gli elastomeri siliconici, un composto emerso in tempi recenti, sono diventati un materiale molto raro con eccellenti proprietà di resistenza termica, chimica ed elettrica, nonché di flessibilità (soprattutto in condizioni estreme). La gomma normale, pur essendo un materiale tipico per molte applicazioni, non possiede intrinsecamente tutte le qualità di resistenza che offre la gomma siliconica.

1. Cosa rende diverso il silicone

La gomma siliconica è unica nel suo genere in quanto può resistere a temperature comprese tra -55 e 300 gradi Celsius senza mostrare alcun segno di alterazione meccanica o fisica, come invece si pensa avvenga nelle applicazioni a caldo o a freddo estremo. Questo lo rende ideale per tali applicazioni. In primo luogo, i siliconi non si sciolgono, non bruciano e non si fondono come una normale gomma; sono termicamente stabili, chimicamente inerti e non reagiscono a forze estreme. Pertanto, i siliconi funzionano bene in condizioni in cui la maggior parte della gomma si romperebbe a tempo debito.

2. Esplorare la chimica

Per quanto riguarda la resistenza chimica, la questione si fa confusa. La gomma non intaccata (anche in questo caso utilizzata in condizioni normali) può sciogliere diversi composti. Tuttavia, il silicone a base di gomma conferisce a questo materiale una resistenza senza compromessi non solo agli agenti più aggressivi o corrosivi, ma anche agli attacchi chimici. Questa proprietà lo rende una scelta efficace per un'ampia gamma di sostanze chimiche, tranne nei casi in cui altre gomme fallirebbero completamente.

Capire le differenze di base

Composizione chimica

La gomma siliconica si ottiene dalla silice, un elemento che si trova nel sottosuolo e che è secondo in peso solo all'ossigeno. Questo componente determina chimicamente le proprietà del polimero, in particolare la sua eccellente resistenza al calore.

Anche se la gomma naturale è nota per la sua composizione chimica meno complessa rispetto alla gomma sintetica, che a sua volta è basata su idrocarburi. Per questo motivo la gomma normale risente maggiormente dell'esposizione a forti influenze ambientali rispetto alla gomma sintetica. gomma siliconica.

Comportamento meccanico

La gomma siliconica presenta un'elevata resistenza all'usura e all'allungamento, che le consente di sopportare diversi carichi meccanici causati da compressione, deformazione e taglio senza incrinarsi o modificare la forma iniziale. Al contrario, la gomma ha un'eccellente resilienza e resistenza all'usura, il che significa che è adatta a superfici che sono spesso a contatto con oggetti duri e rigidi e soggette a urti.

Resistenza termica

La gomma siliconica può ottenere il massimo punteggio nei test a temperature estreme perché mantiene le sue proprietà a temperature fino a 500°F (260°C) e fino a -100°F (-70°C). La gomma che usiamo comunemente è di solito di natura organica e, pertanto, il suo utilizzo è limitato a un intervallo di temperature elevate di circa 60°C (140°F).

Applicazioni e settori

Silicio per l'industria elettronica e medica

La bioinerzia dei siliconi è considerata un vantaggio importante, che rende il settore importante nel campo medico, dove vengono forniti dispositivi come protesi e impianti. Oltre alle sue proprietà elettriche, racchiude e isola efficacemente i componenti elettronici, soprattutto a temperature elevate.

Gomma comune negli pneumatici e nei ricambi auto

La grande tenacità della gomma si estende alle sue proprietà meccaniche, rendendola uno standard nell'industria automobilistica, che comprende la produzione di pneumatici, guarnizioni e vari componenti meccanici. Le proprietà di assorbimento e resistenza agli urti dell'EVA non sono utilizzate solo nelle attrezzature e calzature sportive, ma si estendono anche alla struttura delle calzature, dove l'atterraggio morbido e l'ammortizzazione del piede sono requisiti importanti.

Differenze di produzione

Processo di vulcanizzazione

La produzione di gomma normale richiede la vulcanizzazione, un processo chimico utilizzato per convertire la gomma naturale o i polimeri correlati in un materiale più resistente. Questo metodo prevede solitamente l'uso di zolfo e altri agenti indurenti durante il riscaldamento della gomma. In realtà, la gomma siliconica non ha bisogno di essere vulcanizzata come i polimeri perché inizia a formare una rete fin dall'inizio.

Stampaggio e lavorabilità

Grazie alla sua maggiore stabilità termica, gomma siliconica è la scelta preferita in molti settori perché può essere modellata in forme molto complesse utilizzando molti processi diversi, tra cui lo stampaggio a compressione, lo stampaggio per trasferimento e lo stampaggio a iniezione di gomma siliconica liquida (LSR). Un'alternativa alla gomma normale è l'uso del silicone, che è altamente malleabile ma richiede un controllo più preciso della temperatura e della pressione della macchina durante la produzione.

Impatto ambientale e sostenibilità

Biodegradabilità e smaltimento

La gomma è la sostanza più comune. Sebbene si tratti di gomma naturale, si decompone se lasciata a lungo. Poiché il processo può essere lento e richiede condizioni specifiche, anche i risultati saranno lenti. Uno svantaggio ambientale della gomma siliconica può essere anche il fatto che non si decompone facilmente.

Negli ultimi decenni, infatti, i rifiuti di silicone sono diventati meno problematici grazie al continuo sviluppo di nuove tecnologie e al riciclaggio. Le tecnologie innovative e di riciclaggio stanno gradualmente attenuando il problema dei rifiuti di silicone.

Risorse rinnovabili

La gomma naturale può essere estratta da alberi della gomma coltivati in piantagioni ecologiche. Inoltre, sempre più produttori e consumatori preferiscono la gomma proveniente da pratiche responsabili ed ecocompatibili, per cui il processo di produzione è rispettoso dell'ambiente. La gomma siliconica, invece, è prodotta principalmente da silani ottenuti da silicati presenti nella sabbia, un sottoprodotto della combustione di fonti di biomassa.

Considerazioni sui costi

Costi di produzione

Il motivo per cui la gomma siliconica è più costosa da produrre può essere dovuto alla natura delle sue materie prime e a quelle che sembrano essere tecniche di produzione più complesse. Inoltre, il processo di stampaggio della gomma siliconica morbida richiede spesso costosi stampi speciali, che aumentano il prezzo del prodotto iniziale.

Durata a lungo termine

Da quando gomma siliconica La gomma siliconica ha costi di avviamento più elevati rispetto ad altri materiali, ma la sua durata spesso vale il costo. La produzione di silicone spesso supera il suo rendimento nelle applicazioni in cui la resistenza al calore e le proprietà di invecchiamento sono favorevoli. I prodotti in silicone durano più a lungo e fanno risparmiare molto tempo.

Caso di studio: Guarnizioni in silicone contro guarnizioni in gomma normale

Gli anelli di tenuta in silicone e gli anelli di tenuta in gomma ordinaria sono materiali di tenuta comuni, ma presentano alcune differenze in termini di prestazioni e utilizzo.

Materiale

I normali anelli di tenuta in gomma sono realizzati in gomma naturale o sintetica, mentre gli anelli di tenuta in silicone sono realizzati in gomma siliconica. La gomma è una gomma naturale, derivata dal lattice prodotto dagli alberi della gomma, mentre la gomma siliconica è costituita da catene di polimeri, molecole a catena lunga derivate dal petrolio raffinato e dal carbone. Si può notare che la gomma siliconica è superiore alla gomma comune in termini di resistenza alle alte temperature e alla corrosione, quindi ha un'importanza pratica maggiore per varie applicazioni speciali.

Resistenza alla temperatura

Le guarnizioni in silicone hanno capacità operative migliori rispetto alle guarnizioni in gomma standard nell'intervallo di temperatura -60°C-230°С. Pertanto, possono funzionare senza problemi nell'intervallo di temperatura specificato. Queste prestazioni ad alta temperatura conferiscono al materiale molti vantaggi e sono ampiamente utilizzate in applicazioni che richiedono una resistenza alle alte temperature, come i tubi per l'aria condizionata delle automobili, le guarnizioni per la benzina e i sistemi di aria compressa, i motori a reazione degli aerei, i dispositivi fotovoltaici e altri settori. Le guarnizioni standard in gomma hanno un intervallo di temperatura di funzionamento limitato rispetto alla temperatura ambiente, in genere -40°C -120°C.

Resistenza chimica

I materiali di tenuta in silicone sono più resistenti agli agenti chimici rispetto alle loro controparti in gomma. Le piccole guarnizioni in silicone, come gli O-ring, le guarnizioni e così via, sono ampiamente utilizzate in ambienti difficili.

Ad esempio, gli acidi, gli alcali e i solventi organici corrodono le normali guarnizioni in gomma, mentre le guarnizioni in silicone possono resistere a questi mezzi e funzionare. Pertanto, a causa delle particolarità di alcuni settori industriali, come quello farmaceutico, chimico e della ricerca petrolifera, è necessario scegliere anelli di tenuta in silicone.

Prestazioni di tenuta

Rispetto agli anelli di tenuta in gomma, gli anelli di tenuta in materiale siliconico migliorano l'efficienza di tenuta. Le guarnizioni per gas e fluidi in silicone sono efficaci nel prevenire le perdite perché la gomma ha meno probabilità di diventare fragile e dura e le guarnizioni hanno una durata relativamente lunga.

Tra i vantaggi dell'uso delle guarnizioni in silicone, questo è uno dei principali fattori che ha reso le guarnizioni in silicone popolari in settori industriali come la produzione automobilistica, i sistemi aerospaziali, l'elettronica e altri settori che richiedono guarnizioni in silicone in grandi quantità.

Costo

Un motivo comune per cui le guarnizioni in silicone costano di più rispetto ai normali anelli in gomma è la qualità del materiale. Questo perché il costo delle materie prime siliconiche è elevato e il processo di produzione è complesso.

Tuttavia, in occasioni speciali, la resistenza alle alte temperature, la resistenza agli agenti chimici e le eccellenti prestazioni di tenuta offerte dalle guarnizioni in silicone superano il loro costo e sono più accettabili rispetto alle guarnizioni in gomma tradizionali.

Nel complesso, questi due metodi di tenuta (guarnizioni in silicone e guarnizioni in gomma ordinaria) hanno gli stessi principi di base, ma ognuno ha i propri vantaggi e svantaggi.

Nella pratica dei materiali di tenuta nella vita reale, i materiali di tenuta appropriati vengono selezionati in base alle esigenze del progetto e alle condizioni reali.

Quando scegliere la gomma siliconica?

A differenza della gomma naturale, la gomma siliconica può essere una scelta versatile in alcune applicazioni perché:

1. Ambiente estremo

In questo modo, possiamo definire con precisione l'intervallo entro il quale il silicone può operare, il che è molto utile, soprattutto nelle grandi cucine e nelle cucine industriali che talvolta presentano temperature estreme. Si pensi al caso delle applicazioni aerospaziali, in cui i componenti devono funzionare a temperature superiori ai limiti accettabili, e a quello dei dispositivi medici che devono essere esposti cumulativamente a varie procedure di sterilizzazione.

2. Applicazioni mediche e alimentari

La biocompatibilità e l'uso in protesi, cateteri e tubi medici rendono il silicone per uso medico un materiale indispensabile. Il silicone per uso alimentare dovrebbe invece essere privilegiato per gli utensili da forno e le stoviglie, perché non si impregna di cibo, è lavabile in lavastoviglie e antiaderente.

3. Apparecchiature elettriche ed elettroniche

Oltre alla capacità del silicone di resistere alle alte tensioni e alle sue proprietà isolanti, le aziende elettriche, così come i produttori di silicone e di elettronica, lo hanno trovato indispensabile nei cavi, nei connettori e in altri componenti elettronici.

È noto per la sua natura ecologica ed è quindi molto popolare nell'industria dei semiconduttori.

Quando scegliere la gomma ordinaria

1. Tutti i giorni Voci e impostazioni generali

Il motivo è che le cose semplici e quotidiane, come il trasporto di carichi o di semplici beni di consumo, raramente richiedono qualcosa di diverso dalla semplice gomma. Si pensa che la sua maggiore elasticità sia legata al suo basso costo, che la rende compatibile con l'abbigliamento sportivo come palloni, scarpe ed elastici.

2. Applicazioni industriali

Ad esempio, in ambienti industriali meno impegnativi, dove l'esposizione agli agenti chimici e le fluttuazioni di temperatura non sono un fattore importante, una gomma con una resistenza inferiore può essere soddisfacente per il suo utilizzo. Spesso viene scelta quando si lavora con nastri trasportatori, guarnizioni e parti semplici.

3. Sostenibilità e biodegradabilità

Ciò che molti non considerano è che l'eco-beneficio della gomma è che si degrada quando viene interrata: un fattore chiave nella produzione ecologica e nella consapevolezza ambientale del prodotto. Questa caratteristica è utile per gli articoli che alla fine vengono scartati, grazie alla possibilità di riciclarli facilmente in queste categorie, come gli imballaggi.

Il futuro dei prodotti in gomma

A causa del continuo sviluppo e del progresso della scienza dei materiali, la gomma siliconica rischia di diventare sinonimo di gomma ordinaria e la differenza tra gomma siliconica e gomma ordinaria può diventare sempre meno netta.

Ora i materiali ibridi, come gli elastomeri sintetici fluoroelastomeri, stanno migliorando le prestazioni in molte di queste applicazioni impegnative. Col tempo, tuttavia, le differenze tra questi tipi di gomma dovrebbero diventare cruciali per gli sviluppatori del vaping e i loro utenti.

La ricerca sui prodotti in gomma ecologica di nuova generazione è destinata a correggere l'immagine dell'industria dei pneumatici. Mentre ci muoviamo lentamente verso una cultura decisamente verde, la gomma compostabile è diventata una tendenza recente con il vantaggio di migliorare l'ambiente.

Conclusione

Il mercato dei prodotti in gomma è enorme e le varietà di silicone e di gomma comune rappresentano solo una piccola parte di tutti i prodotti in gomma. Tuttavia, sebbene il numero dei suoi sottogeneri possa essere infinito, stiamo parlando di quei sottogeneri che hanno caratteristiche proprie e un posto speciale nei libri sulla scienza dei materiali. Ogni tipo ha le sue proprietà, i suoi usi e un posto unico nel grande arazzo della scienza dei materiali.

Tuttavia, la comprensione di questi contrasti tra i materiali non è solo per gli accademici, ma è anche uno strumento utile che ingegneri, progettisti e chiunque altro costruisca prodotti devono comprendere per scegliere i materiali giusti per il prodotto. Una parte integrante della comprensione di entrambi i materiali deriva dalla conoscenza delle sfumature della gomma e del silicone. A loro volta, queste permetteranno di prendere decisioni più informate, rendendo l'applicazione di entrambi i materiali più sicura, efficiente e pratica.

La controversia tra silicone e gomma non è una questione in bianco e nero, ma un complesso gioco di equilibri che riconosce le situazioni applicative in modo composito e seleziona la tecnologia di conseguenza. Sulla strada che porta a materiali più stabili e basati sull'utilità, dobbiamo riconoscere i lati positivi e negativi di ciascun componente.

Dal comfort quotidiano di una sensazione di affidabilità alle prestazioni rivoluzionarie del sistema di sicurezza. gomma siliconicaI materiali che si ripetono nella produzione di una vasta gamma di prodotti che utilizziamo regolarmente meritano di essere conosciuti e apprezzati da tutti noi a un livello molto più profondo.