¿Cuál es la diferencia entre elastómeros y siliconas?

Los elastómeros y las siliconas son dos materiales versátiles que se utilizan comúnmente en maquinaria, pero ¿comprendes realmente las diferencias clave entre ellos?

Elegir el material incorrecto para su aplicación puede provocar fallas prematuras de las piezas, tiempos de inactividad no planificados y costos de mantenimiento elevados.

En este artículo, analizaremos las diferencias críticas entre elastómeros y siliconas, incluida su composición, propiedades y aplicaciones más adecuadas.

¿Qué son los elastómeros?

Los elastómeros son materiales poliméricos que presentan una elasticidad similar a la del caucho. Pueden estirarse y deformarse bajo tensión, pero vuelven a su forma original una vez que se elimina la tensión. Esta deformación reversible se debe a la estructura reticulada de las moléculas de elastómero.

El término “elastómero” se deriva de “polímero elástico”. Los elastómeros están formados por largas cadenas de polímeros con enlaces cruzados intermoleculares. Estos enlaces cruzados permiten que el material se estire hasta alcanzar grandes tensiones y vuelva a sus dimensiones originales cuando se libera la tensión.

¿Qué son las siliconas?

Las siliconas, también conocidas como polisiloxanos, son polímeros sintéticos que contienen una cadena principal de siloxano (Si-O) repetida con grupos orgánicos unidos a los átomos de silicio. La cadena principal de siloxano proporciona a las siliconas propiedades únicas en comparación con los polímeros a base de carbono.

La silicona más común es el polidimetilsiloxano (PDMS), en el que dos grupos metilo están unidos a cada átomo de silicio. Sin embargo, se pueden utilizar otros grupos orgánicos para modificar las propiedades de las siliconas para aplicaciones específicas.

La diferencia entre elastómeros y siliconas

Composición de la columna vertebral

La principal diferencia entre los elastómeros y las siliconas radica en sus cadenas principales poliméricas. Los elastómeros se basan en cadenas principales carbono-carbono, de forma similar a otros polímeros orgánicos. Por el contrario, las siliconas tienen una cadena principal de siloxano (Si-O) con grupos orgánicos unidos a los átomos de silicio.

Resistencia química

Las siliconas generalmente muestran una mejor resistencia a los productos químicos en comparación con los elastómeros. Los enlaces de siloxano (Si−O) en las siliconas son más estables y menos reactivos que los enlaces C−C en los elastómeros cuando se exponen a aceites, solventes y otros productos químicos agresivos.

Resistencia al calor

Las siliconas ofrecen una resistencia al calor superior a la de la mayoría de los elastómeros. El caucho de silicona puede mantener sus propiedades a temperaturas de hasta 300 °C (572 °F) durante períodos prolongados.

La mayoría de los elastómeros tienen menor resistencia al calor, con temperaturas máximas de servicio de alrededor de 150-200 °C (302-392 °F).

Resistencia al frío

Las siliconas mantienen su flexibilidad y elasticidad a temperaturas extremadamente bajas, de hasta -100 °C (-148 °F) o menos. La estructura flexible de siloxano permite que las moléculas de silicona se muevan y se doblen fácilmente, incluso cuando se enfrían.

Los elastómeros tienden a endurecerse y perder elasticidad a bajas temperaturas debido a la reducción del movimiento de las cadenas de polímeros. La temperatura de transición vítrea (Tg) de los elastómeros varía ampliamente. Algunos elastómeros, como el caucho de silicona y el caucho de fluorosilicona, tienen valores de Tg muy bajos y mantienen la flexibilidad a bajas temperaturas.

Resistencia a los rayos UV

Las siliconas ofrecen una excelente resistencia a la degradación por rayos UV. Los enlaces de siloxano son estables bajo la exposición a la luz UV, lo que permite que las siliconas conserven sus propiedades al aire libre durante períodos prolongados.

Muchos elastómeros son susceptibles a la degradación por rayos ultravioleta, a menos que estén específicamente formulados con estabilizadores de rayos ultravioleta. La luz ultravioleta puede romper los enlaces químicos en las moléculas de elastómeros, lo que provoca agrietamiento, decoloración y pérdida de propiedades mecánicas con el tiempo.

Durabilidad

Los elastómeros generalmente tienen mayor resistencia a la tracción, a la abrasión y al desgarro que las siliconas. Esto hace que los elastómeros sean más adecuados para aplicaciones de sellado dinámico y donde se requiere una alta resistencia mecánica. Las siliconas son preferidas para sellos estáticos y aplicaciones donde la temperatura extrema o la resistencia química son cruciales.

Conjunto de compresión

Las siliconas suelen tener valores de deformación por compresión más bajos en comparación con los elastómeros, lo que significa que se recuperan mejor y conservan su forma original después de una compresión prolongada. Esta propiedad hace que las siliconas sean ideales para aplicaciones de sellado en las que se aplica tensión a largo plazo. Los elastómeros pueden sufrir una mayor deformación permanente en condiciones similares.

Costo

Los elastómeros son generalmente menos costosos que las siliconas. Los costos de materias primas y procesamiento de los elastómeros son más bajos, lo que los convierte en una opción más rentable para muchas aplicaciones. Las siliconas tienen un costo más alto debido a que las materias primas son más caras y se requieren procesos de fabricación especializados.

Reciclabilidad

Los elastómeros son más fáciles de reciclar que las siliconas. Muchos elastómeros, como el caucho natural y los elastómeros termoplásticos (TPE), se pueden reprocesar y reutilizar. Las siliconas, por otro lado, son polímeros termoendurecibles que son difíciles de reciclar debido a su estructura reticulada. El reciclaje de siliconas a menudo implica su conversión en productos de menor valor.

Aplicaciones

Los elastómeros se utilizan ampliamente en neumáticos, cintas transportadoras, mangueras, sellos, juntas y componentes de amortiguación de impactos. Son los preferidos para aplicaciones que requieren alta resistencia mecánica, resistencia a la abrasión y sellado dinámico.

Las siliconas se utilizan habitualmente en dispositivos médicos, equipos de procesamiento de alimentos, aislamiento eléctrico, selladores, adhesivos y aplicaciones de alta temperatura. Se destacan en áreas donde la biocompatibilidad, la inercia química, la estabilidad a temperaturas extremas y la resistencia a la intemperie son esenciales.