O silicone é um material que parece estar em todo o lado hoje em dia, desde dispositivos médicos que salvam vidas em consultórios médicos a utensílios de cozinha escondidos em armários de cozinha. É elástico, resistente a temperaturas extremas e tem excelentes propriedades de isolamento elétrico.

A borracha de silicone é um material versátil utilizado em muitos sectores diferentes. Tem propriedades únicas que a distinguem de outros tipos de borracha, mas isso também significa que pode ser mais cara. Porque é que o silicone é mais caro? Quais são as vantagens de o utilizar em comparação com alternativas mais baratas? Analisamos em profundidade os factores que determinam o preço deste produto premium e os seus benefícios, bem como os factores que influenciam o custo do silicone e os benefícios que justificam o investimento.

Os silicones custam mais do que outros polímeros, provavelmente porque a complexidade do silicone, as vantagens de desempenho e o fabrico especializado desempenham um papel crucial no seu elevado preço. Nesta publicação do blogue, iremos analisar cada um destes elementos, fornecendo informações esclarecedoras sobre os custos ocultos deste notável polímero.

Noções básicas sobre borracha

Antes de exaltarmos as virtudes do siliconeÉ importante compreender o seu lugar entre os outros tipos de borracha. O termo "borracha" refere-se a um elastómero, um polímero que se estica e depois volta à sua forma original. A borracha natural, feita a partir de árvores, foi o primeiro material deste tipo utilizado pelo homem, mas com o avanço da tecnologia, foram criados muitos materiais sintéticos, como o neopreno e o poliuretano.

Cada borracha tem as suas próprias qualidades únicas que a tornam ideal para determinadas aplicações:

Borracha natural (NR): Muito elástico e resistente. É por isso que a utilizamos para fabricar produtos como pneus, elásticos e luvas de proteção.

Borracha de estireno butadieno (SBR): Borracha sintética fabricada pelo homem que desempenha bem muitas funções diferentes. A sua resistência à abrasão é melhor do que a da borracha natural. Isto torna a SBR ideal para a construção de pneus que duram muito tempo.

Neopreno (CR): A CR é uma borracha sintética com propriedades muito equilibradas. A sua excelente resistência ao óleo e a sua forte adaptabilidade às mudanças de clima e temperatura tornam-na muito adequada para o fabrico de vedantes, juntas ou mangueiras...

Borracha de poliuretano (PU): O PU tem propriedades de alongamento elevadas, pelo que pode ser muito esticado. Por isso, é ideal para fabricar casquilhos de suspensão ou rolos.

Cada tipo tem as suas vantagens únicas, mas também as suas limitações. É aqui que entram em jogo as propriedades excepcionais do silicone.

Silicone: Uma estrutura de estabilidade

O material de borracha de silicone é um elastómero sintético feito principalmente de silicone. Os silicones são compostos por silício, carbono, hidrogénio e oxigénio. Uma vez que a sua estrutura química é diferente da borracha natural ou do neopreno (dois outros tipos de elastómeros), os silicones também têm propriedades diferentes.

Por exemplo: Mesmo resistindo a temperaturas extremas, não se decompõe como a borracha orgânica. O silicone é naturalmente resistente aos raios ultravioleta (UV) e ao ozono, o que significa que pode não só suportar o calor, mas também ser utilizado ao ar livre durante longos períodos de tempo sem efeitos nocivos significativos. O fabrico destes materiais duros e resistentes a produtos químicos requer conhecimentos especializados e é dispendioso.

O silicone não é um material único, mas sim um polímero, e esta família de polímeros confere-lhe uma combinação invulgar de propriedades que não se encontram habitualmente noutras borrachas. Os silicones têm muitas propriedades úteis:

Resistência à temperatura: Os silicones podem suportar temperaturas elevadas sem decomposição significativa. Podem suportar temperaturas de -100°C a 250°C, por vezes até mais elevadas se forem objeto de um tratamento especial. É por isso que a borracha de silicone é utilizada não só em luvas de forno, mas também na eletrónica de naves espaciais e satélites.

Resistência química: Os silicones são resistentes a uma vasta gama de produtos químicos, o que os torna ideais para vedantes de silicone que entram em contacto com óleos, sais, ácidos e álcalis.

Biocompatibilidade: Se estiver a utilizá-los para fins médicos, não reagirão com os tecidos do seu corpo e são também seguros para utilização nos alimentos.

Propriedades de isolamento elétrico: O silicone é um bom isolante elétrico, o que significa que protege muito bem contra fugas de eletricidade.

Resistência às intempéries: Por fim, não se esqueça que estas substâncias são resistentes às intempéries; capazes de suportar o ataque dos raios ultravioleta do sol e dos gases de ozono: esta combinação pode decompor rapidamente a maioria dos materiais deixados no exterior.

É esta rara combinação de estabilidade térmica, inércia química e biocompatibilidade que permite que os silicones se destaquem como polímeros de alto desempenho.

O dilema das matérias-primas

A borracha de silicone é composta por silicone, um polímero que contém silício, carbono, hidrogénio e oxigénio. A obtenção de silicones puros pode ser mais dispendiosa do que a dos silicones à base de carbono, uma vez que requer muita refinação e processamento destas substâncias especiais!

De facto, a refinação do silício extraído da própria sílica é um processo intensivo em energia que aumenta significativamente os custos de produção da matéria-prima.

A importância da pureza

A pureza das matérias-primas utilizadas para fabricar silicone tem um grande impacto no seu custo. Quando os silicones são muito puros, tendem a ter melhores propriedades físicas e químicas do que os silicones menos puros. Isto torna os silicones de elevada pureza ideais para dispositivos médicos, equipamento aeroespacial e eletrónica com o melhor desempenho da sua classe, entre outros. Garantir que o silicone se mantém ultra-puro durante todo o processo de fabrico é mais dispendioso, e estes custos adicionais acabam por aumentar o preço.

Complexidade de fabrico

O processo de produção da borracha de silicone é normalmente mais complexo do que o da borracha normal. Isto deve-se ao facto de haver etapas adicionais envolvidas, como a cura a alta temperatura e a reticulação, que são necessárias se quiser que o seu silicone tenha qualidades específicas, como ser capaz de suportar temperaturas muito quentes ou muito frias melhor do que a maioria das substâncias ou suportar tensões repetidas.

Estas etapas asseguram que o produto mantém um desempenho ou aspeto estável quando exposto repetidamente à luz solar (UV) ou mesmo a níveis atmosféricos normais de ar oxigenado (ozono) durante longos períodos de tempo. Estas diferentes propriedades combinadas tornam-nos realmente muito úteis.

Qualidade acima da quantidade

Quando se trata da produção de borracha de silicone, a qualidade é muitas vezes mais importante do que a quantidade. Os fabricantes centram-se frequentemente na precisão ao longo do processo de produção, uma abordagem que os ajuda a cumprir as rigorosas especificações da indústria e as necessidades individuais dos clientes com precisão suficiente para justificar os custos mais elevados associados a procedimentos de fabrico mais complexos.

Durabilidade e longevidade

A durabilidade excecional da borracha de silicone distingue-a de outros materiais e justifica o seu preço mais elevado. De facto, os produtos de borracha de silicone duram normalmente muito mais tempo do que produtos semelhantes. A longo prazo, tornar-se-ão mais baratos e mais rentáveis.

Precisam de ser substituídos com menos frequência do que os produtos semelhantes fabricados com substâncias diferentes e os custos de manutenção são geralmente mais baixos (embora o custo inicial possa ser relativamente elevado).

Resistência ambiental e química

Outra vantagem do material de silicone é a sua resistência natural aos produtos químicos e às condições ambientais. Isto significa que os produtos feitos de silicone podem manter a sua força, o seu aspeto e o seu bom funcionamento durante um período de tempo mais longo, quer sejam utilizados em ambientes agressivos ou expostos aos elementos durante longos períodos de tempo, ajudando as pessoas a pagar mais à cabeça. O custo, por ser duradouro, também pode justificar ainda mais o investimento numa função em que a resiliência é fundamental.

Domínio da produção

O processamento da borracha de silicone é diferente da borracha tradicional e requer tecnologias especiais, como a moldagem por compressão, a moldagem por transferência e a moldagem por injeção de líquidos:

Moldagem por compressão: Um método económico de produção consistente de baixo ou médio volume produtos de silicone.

Moldagem por transferência: A moldagem por transferência funciona bem quando é necessário um grande número de peças formadas com precisão sem desperdício de material, o que a torna menos dispendiosa do que outros métodos para peças complexas.

Moldagem por injeção de líquidos: O custo inicial da moldagem por injeção de líquidos pode ser mais elevado, mas se o seu produto necessitar de um elevado nível de precisão, tanto em termos de resistência ao calor como de forma precisa, esta tecnologia oferece um enorme valor.

Uma vez que os silicones requerem tempos de cura mais longos e temperaturas de cura mais elevadas do que os materiais de borracha tradicionais, o processo de fabrico tem de ser cuidadosamente controlado. Além disso, devido à sua natureza especializada, o custo do equipamento de fabrico aumenta em conformidade, o que significa que o aumento do investimento de capital é transferido para os clientes.

Conformidade e certificação

A utilização de borracha de silicone é comum nos casos em que é necessário respeitar regras rigorosas. Por exemplo, na indústria automóvel, nos sectores médico e alimentar, produtos de silicone precisam de cumprir as diretrizes da FDA, bem como as de outras agências reguladoras em todo o mundo. Cumprir estes protocolos significa aumentar os custos até certo ponto, no entanto, garante que os produtos dos clientes são seguros e cumprem as normas da indústria.

Certificações especializadas

Além disso, determinados produtos de silicone têm de cumprir requisitos de certificação específicos do sector. Por exemplo, os implantes médicos têm de ser biocompatíveis e os materiais aeroespaciais devem ser retardadores de chama.

Embora a obtenção destas certificações exija ensaios e procedimentos de registo adicionais, o que resulta num aumento dos custos, estas medidas são necessárias para garantir a adequação à utilização pretendida, uma vez que as medidas de conformidade convencionais não podem, por si só, fornecer certezas.

Inovação e investigação

Como a borracha de silicone é uma substância tão versátil, tende a atrair investimentos e financiamentos significativos em I&D. Os cientistas continuam a desenvolver novas combinações de silicone com melhor desempenho do que antes, utilizando as mais recentes tecnologias em ciência dos materiais e processos de fabrico.

Toda esta melhoria contínua significa uma coisa para os utilizadores: os seus produtos estarão sempre na vanguarda em áreas como a eletrónica ou os cuidados de saúde, embora os custos possam aumentar devido a dois factores: a necessidade contínua de gastos em I&D e o cumprimento de regulamentos nacionais/internacionais, que por vezes fazem subir significativamente os preços.

Soluções à medida

A indústria da borracha de silicone é orientada para o cliente, o que significa que muitas empresas estão dispostas a personalizar os seus produtos para satisfazer as necessidades de projectos específicos. Embora isto possa aumentar os custos em comparação com produtos prontos a utilizar de empresas concorrentes, a capacidade de fornecer exatamente o que os clientes pretendem proporciona um valor inigualável no mercado.

Considerações sobre sustentabilidade e custos

Na procura da sustentabilidade, foram encontradas novas formas de fabricar borracha. Por exemplo, os elastómeros de base biológica: feitos a partir de plantas renováveis e outras substâncias naturais. A utilização deste novo tipo de material em vez dos antigos pode ajudar a salvar o planeta. Mas também há desvantagens, como o facto de o desempenho que apresentam não poder ainda igualar o dos silicones nas áreas-chave de alta temperatura e resistência química.

Conclusão

A borracha de silicone custa menos do que as borrachas semelhantes por uma razão muito boa: Em primeiro lugar, os silicones têm propriedades físicas e químicas inigualáveis. Além disso, os fabricantes estão agora dispostos a tomar medidas alargadas para garantir que os seus produtos cumprem normas rigorosas, pelo que o custo de investimento inicial do silicone é relativamente elevado. Quer a sua aplicação exija materiais que resistam a condições adversas ao longo do tempo, quer tenha de cumprir requisitos impostos por entidades reguladoras da indústria, não há melhor escolha do que o silicone de alta qualidade.

O custo de borracha de silicone inclui mais do que apenas os custos de fabrico. Inclui também o que é necessário para desenvolver e produzir esses materiais: conhecimentos químicos profundos e sistemas para desenvolvimento e produção em grande escala. Para além da estabilidade, versatilidade e outros benefícios que fazem com que o investimento valha a pena, há muito trabalho de bastidores que o torna muito dispendioso.

Embora o silicone seja mais caro, as propriedades únicas do silicone continuam a inspirar novas ideias em muitos domínios. O material consegue fazer coisas que outras borrachas não conseguem. À medida que aumenta a nossa procura de materiais mais resistentes que possam trabalhar em ambientes agressivos, aumenta também a nossa dependência dos silicones.

À medida que nos aprofundamos no mundo dos silicones, o seu valor torna-se claro. Quer se trate de vedantes de silicone necessários para motores a jato ou de artigos de borracha de silicone utilizados na vida quotidiana, este material oferece um desempenho melhor do que muitas alternativas. Apesar do seu preço mais elevado, a sua insubstituibilidade torna-o altamente desejável.