I prodotti in silicone sono una parte importante di molti settori industriali perché possono essere utilizzati in molti modi diversi, resistono all'usura e rimangono forti quando vengono riscaldati direttamente. Se lavorate nella produzione di elettronica, avete bisogno di silicone per circuiti di precisione o producete componenti automobilistici che devono funzionare bene ad alta velocità. La comprensione e l'ottimizzazione dei tempi di polimerizzazione del silicone possono fare la differenza tra il rispetto delle scadenze e la perdita di produttività.

Il silicone è presente in una varietà di prodotti, dai dispositivi medici agli utensili da cucina. Il materiale è popolare perché resiste alle alte temperature, è durevole e si piega facilmente, ma c'è un aspetto che può causare problemi nei processi di produzione veloci: la velocità con cui si solidifica (polimerizza) dopo l'applicazione rapida.

Oggi daremo un'occhiata più da vicino al complesso processo di stampaggio che sta dietro a silicone e come accelerare l'intero processo durante la fase finale di stampaggio, pur garantendo un risultato finale perfetto. Se volete ridurre il tempo di polimerizzazione del vostro silicone senza compromettere la qualità, continuate a leggere: quello che segue è un esame esaustivo che vi porterà all'interno del funzionamento della polimerizzazione accelerata.

Comprendere il processo di polimerizzazione del silicone

Il processo di polimerizzazione del silicone non è sempre semplice e può essere influenzato da molti fattori diversi. In generale, il silicone polimerizza a contatto con l'umidità e le molecole di silano presenti nel silicone si reticolano tra loro quando entrano in contatto con le molecole d'acqua. Questa reticolazione forma una rete tridimensionale che trasforma il materiale da liquido a solido gommoso o elastomero. Grazie a questa struttura, i siliconi possono essere piegati o allungati ma ritornano sempre alla loro forma originale; ciò significa anche che possono resistere a temperature estremamente alte e basse meglio della maggior parte degli altri materiali.

Esistono due tipi principali di siliconi polimerizzabili con l'umidità:

1. Acetossi siliconi: Questi siliconi rilasciano acido acetico durante il processo di polimerizzazione e possono emettere un odore simile all'aceto. Inoltre, la natura acida di questo sottoprodotto può corrodere alcuni metalli. Tuttavia, il lato positivo è che tendono a polimerizzare più velocemente rispetto alle loro controparti non acetose.

2. Siliconi alcossi: A differenza dei siliconi acetossilici, questi tipi di siliconi non espellono alcun acido durante l'essiccazione, ma solo l'alcol. Ciò significa che non vi è alcun rischio di effetti corrosivi causati esclusivamente da residui acidi (anche se possono comunque verificarsi altre alterazioni chimiche).

Sapere se il vostro sigillante siliconico rientra in una determinata categoria è importante per garantire che la tecnologia che influisce sul tempo di polimerizzazione funzioni bene in condizioni reali.

Controllo dei fattori ambientali

Le condizioni ambientali in cui i siliconi polimerizzano completamente possono influire in modo significativo sulla velocità del processo. Questi fattori includono:

1. L'umidità

Il controllo dei livelli di umidità durante il processo di polimerizzazione può avere un impatto significativo sulla velocità di polimerizzazione: in aree con un'umidità più elevata, ci sono più molecole d'acqua in giro, il che accelera la reazione. Al contrario, se il clima è molto secco, il processo di indurimento sarà più lungo. Fortunatamente esistono dei modi per regolare questa situazione, che possono essere semplici come l'utilizzo di un umidificatore in tutta l'area di lavoro o durante la lavorazione. silicone è la polimerizzazione, oppure la polimerizzazione del silicone in una camera di umidità.

2. La temperatura

L'aumento della temperatura si traduce generalmente in una riduzione della durata della polimerizzazione a causa dell'aumento dell'energia cinetica dovuta al maggiore movimento molecolare durante la polimerizzazione. Tuttavia, sebbene le alte temperature possano ridurre il tempo di polimerizzazione del silicone, possono anche comportare potenziali problemi di qualità del prodotto dopo lo stampaggio. In genere, però, un moderato aumento del calore accelera i tempi e non causa alcun problema.

3. Inibizione dell'ossigeno

L'inibizione dell'ossigeno può verificarsi quando i siliconi sono esposti all'aria. Ciò significa che, soprattutto nei progetti più spessi, la reazione di polimerizzazione potrebbe non essere completamente completata. Una possibile soluzione a questo problema è l'utilizzo di un catalizzatore o l'applicazione di un agente polimerizzante per creare una barriera di ossigeno sulla superficie di polimerizzazione, favorendo una polimerizzazione uniforme.

Acceleratori e catalizzatori chimici

Alcuni tipi di siliconi possono essere accelerati utilizzando composti chimici che promuovono la reazione di reticolazione. Questi includono:

1. Catalizzatori di platino

I catalizzatori al platino sono spesso utilizzati per accelerare il processo di polimerizzazione dei prodotti per addizione. gomme siliconiche. Spesso vengono scelti perché i loro sistemi di polimerizzazione sono molto più veloci dei catalizzatori a base di stagno. Aggiungendo un catalizzatore al platino, il tempo di polimerizzazione di questi tipi di siliconi può essere notevolmente ridotto.

2. Ammine terziarie

Le ammine terziarie possono accelerare il processo di polimerizzazione dei siliconi a condensazione catalizzati dallo stagno. Agiscono come acceleratori e promuovono la deidrogenazione (perdita di atomi di idrogeno) del silicone, consentendo una maggiore reticolazione.

Tuttavia, va notato che l'uso di acceleratori può ridurre significativamente il pot life del prodotto.

Tecniche meccaniche

Per accelerare la polimerizzazione si possono utilizzare anche tecniche meccaniche.

1. Vibrazioni e agitazione

Quando si applica la vibrazione o l'agitazione, il tempo di polimerizzazione può essere ridotto aumentando la velocità con cui le molecole si muovono e interagiscono tra loro. Ciò è utile quando si vuole ridurre il tempo necessario al silicone per assumere la forma finale.

2. Riduzione dello spessore della polimerizzazione

Un altro modo per accelerare il processo di polimerizzazione è quello di rendere il silicone più sottile. Poiché la reazione avviene su una distanza minore, anche il tempo complessivo richiesto è più breve; infatti, gli strati sottili polimerizzano più rapidamente di quelli spessi.

Polimerizzazione indotta dalla luce

I siliconi, in particolare quelli polimerizzabili con i raggi UV, possono essere polimerizzati mediante esposizione a determinate lunghezze d'onda della luce. L'uso di questa tecnica consente un grande controllo su quando e dove la polimerizzazione inizia e si ferma, il che spesso significa che la polimerizzazione può essere completata in pochi secondi o meno. Ma è necessario il giusto tipo di luce, con la giusta intensità, e concetti come la durata delle fluttuazioni.

Conclusione

La velocità di polimerizzazione del silicone è un fattore importante da considerare in molti settori. La possibilità di polimerizzare più velocemente il silicone comporta diversi vantaggi: può aumentare i livelli di produttività, incrementare l'efficienza (il che significa meno spreco di energia) e persino aprire le porte a nuovi tipi di prodotti. Tuttavia, non si tratta solo di velocità: la qualità deve essere mantenuta nel processo. Discutiamo alcuni metodi che possono essere utilizzati per controllare e accelerare la velocità di indurimento di questi materiali. Ma ricordiamo che tutte le strategie devono essere attentamente valutate, perché se la velocità può essere auspicabile dal punto di vista commerciale, non deve andare a scapito dell'integrità del prodotto e della sicurezza dell'utente finale. Aumentando la velocità di indurimento del silicone, sia in sigillanti siliconici o di adesivi siliconici, comporta la necessità di affrontare la loro struttura chimica intrinsecamente più complessa.