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Silicone

Silicone caulk can be used as a basic sealant against water and air penetration. A silicone or polysiloxane is a polymer composed of repeating units of siloxane ( −O−SiR 2 −O−Si...

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Silicone caulk can be used as a basic sealant against water and air penetration.

A silicone or polysiloxane is a polymer composed of repeating units of siloxane (−O−SiR2−O−SiR2−, where "R" stands for an organic group). They are typically colorless oils or rubber-like substances. Silicones are used in sealants, adhesives, lubricants, medicine, cooking utensils, thermal insulation, and electrical insulation. Some common forms include silicone oil, grease, rubber, resin, and caulk.[1][2] From the chemical perspective, silicones are unusual because they feature inorganic backbones, composed only of Si and O, but they have properties of organic polymers. They represent one of the main applications of organosilicon chemistry.

Silicone is often confused with one of its constituent elements, silicon. Silicon, a hard gray solid, is used to make integrated circuits ("electronic chips") and solar cells. In contrast, silicones, which tend to be electrical insulators, are often colorless oils or rubbery resin.

History

F. S. Kipping coined the word silicone in 1901 to describe the formula of polydiphenylsiloxane, Ph2SiO (Ph = phenyl, C6H5), by analogy with the formula of the ketonebenzophenone, Ph2CO (his term was originally silicoketone). Kipping was well aware that polydiphenylsiloxane is polymeric[3] whereas benzophenone is monomeric and noted the contrasting properties of Ph2SiO and Ph2CO.[4][5] The discovery of the structural differences between Kipping's molecules and the ketones means that silicone is no longer the correct term (though it remains in common usage) and that the term siloxane is preferred according to the nomenclature of modern chemistry.[6]

James Franklin Hyde fue un químico e inventor estadounidense. Se le conoce como el "padre de las siliconas" y se le atribuye el lanzamiento de la industria de la silicona en la década de 1930. Entre sus contribuciones más destacadas se encuentran la creación de la silicona a partir de compuestos de silicio y su método para fabricar sílice fundida , un vidrio de alta calidad que posteriormente se utilizó en aeronáutica, telecomunicaciones avanzadas y chips de computadora. Su trabajo propició la formación de Dow Corning , una alianza entre Dow Chemical Company y Corning Glass Works creada específicamente para producir productos de silicona.

Alfred Stock y Carl Somiesky examinaron la hidrólisis del diclorosilano , una reacción que se propuso que inicialmente daría el monómero H 2 SiO :

SiH₂Cl₂ + H₂O → H₂SiO₄ + 2 HCl​

La reacción se produce por debajo de 0 °  C. La reacción genera una mezcla de siloxanos cíclicos, predominando el pentámero [ H₂SiO]₅ y el hexámero [H₂SiO]₆. La hidrólisis de Si ( CH₃ ) ₂Cl₂ , relevante para la tecnología moderna de siloxanos , se produce más lentamente. [ 7 ]

Síntesis

Detalle de un enlace cruzado en un material de silicona.

Las siliconas más comunes están compuestas principalmente de polidimetilsiloxano (PDMS). El PDMS se obtiene por hidrólisis de dimetildiclorosilano según la siguiente ecuación idealizada:

n Si(CH 3 ) 2 Cl 2 + n H 2 O → [ Si(CH 3 ) 2 O] n + 2 n HCl

La polimerización produce típicamente cadenas lineales terminadas con grupos Si−Cl o Si−OH ( silanol ). Dependiendo de las condiciones, el polímero puede ser cíclico, no una cadena. [ 1 ] Las rutas comerciales para PDMS generalmente implican la polimerización por apertura de anillo de siloxanos cíclicos. Una reacción representativa comenzaría con hexametiltrisiloxano:

norte [ Si(CH 3 ) 2 O] 3 → [ Si(CH 3 ) 2 O] 3 norte

En realidad, los siloxanos cíclicos precursores están compuestos por anillos de diferentes tamaños. La reacción suele ser catalizada por una base, como un óxido de metal alcalino. La base debe eliminarse una vez finalizada la polimerización.

Para algunas aplicaciones de consumo, como los selladores, se utilizan acetatos de sililo en lugar de cloruros de sililo. La hidrólisis de los acetatos produce ácido acético, menos peligroso (el mismo que se encuentra en el vinagre ), como producto de reacción en un proceso de curado mucho más lento. Esta química se utiliza en numerosas aplicaciones de consumo, como selladores y adhesivos de silicona .

n Si(CH 3 ) 2 (CH 3 COO) 2 + n H 2 O → [ Si(CH 3 ) 2 O] n + 2 n CH 3 COOH

Entrecruzamiento

Muchas siliconas están reticuladas , lo que les confiere una textura gomosa o incluso dura. La reticulación se logra mediante la cohidrólisis de metil triclorosilano y dimetil diclorosilano.

Estructura

Estructura química del polidimetilsiloxano (PDMS) de silicona

Todos los siloxanos o polisiloxanos polimerizados , las siliconas consisten en una cadena principal inorgánica de silicio-oxígeno ( · · · −Si−O−Si−O−Si−O− · · · ) con dos grupos unidos a cada centro de silicio. El centro de silicio es tetraédrico. Los átomos de oxígeno adoptan una geometría curva similar a la del éter . Los centros R 2 Si están bien separados entre sí, lo que significa que la cadena es particularmente flexible. [ 6 ]

Al variar la longitud de las cadenas −Si−O− , los sustituyentes orgánicos unidos al silicio y la reticulación , se pueden sintetizar siliconas con una amplia variedad de propiedades y composiciones. Su consistencia puede variar desde líquida hasta gel, pasando por caucho y plástico duro. El siloxano más común es el polidimetilsiloxano lineal (PDMS), un aceite de silicona . El segundo grupo más numeroso de materiales de silicona se basa en resinas de silicona , formadas por oligosiloxanos ramificados y con estructura de jaula.

Combustión

Cuando la silicona se quema en aire u oxígeno, forma sílice sólida ( dióxido de silicio , SiO₂ ) como un polvo blanco, carbón y diversos gases. El polvo fácilmente dispersable a veces se denomina humo de sílice . La pirólisis de ciertos polisiloxanos en atmósfera inerte es una vía valiosa para la producción de cerámicas de oxicarburo de silicio amorfo , también conocidas como cerámicas derivadas de polímeros . Los polisiloxanos terminados con ligandos funcionales como grupos vinilo , mercapto o acrilato se han reticulado para obtener polímeros precerámicos , que pueden fotopolimerizarse para la fabricación aditiva de cerámicas derivadas de polímeros mediante técnicas de estereolitografía . [ 8 ]

Propiedades

Este tablero de ajedrez plegable de caucho de silicona resiste las arrugas y los pliegues.

Las siliconas presentan muchas características útiles, entre ellas: [ 1 ]

  • Baja conductividad térmica
  • Baja reactividad química
  • Baja toxicidad
  • Estabilidad térmica (constancia de las propiedades en un amplio rango de temperaturas de −100 a 250 °C )
  • La capacidad de repeler el agua y formar sellos herméticos.
  • No se adhiere a muchos sustratos, pero se adhiere muy bien a otros, por ejemplo, al vidrio.
  • No favorece el crecimiento microbiológico.
  • Resistencia a las arrugas y pliegues
  • Resistencia al oxígeno, al ozono y a la luz ultravioleta (UV) . Esta propiedad ha propiciado el uso generalizado de siliconas en la industria de la construcción (por ejemplo, en revestimientos, protección contra incendios y juntas de acristalamiento) y en la industria automotriz (juntas exteriores, molduras exteriores).
  • Propiedades de aislamiento eléctrico . Debido a que la silicona puede formularse para ser aislante o conductora de electricidad, es adecuada para una amplia gama de aplicaciones eléctricas.
  • Alta permeabilidad a los gases : a temperatura ambiente (25  °C), la permeabilidad del caucho de silicona a gases como el oxígeno es aproximadamente 400 veces mayor [ 9 ] que la del caucho de butilo , lo que hace que la silicona sea útil para aplicaciones médicas en las que se desea una mayor aireación. Por el contrario, los cauchos de silicona no se pueden utilizar donde se requieren sellos herméticos, como en el caso de gases a alta presión o alto vacío.

La silicona se puede transformar en láminas de caucho, donde presenta otras propiedades, como el cumplimiento de las normativas de la FDA. Esto amplía las aplicaciones de las láminas de silicona a industrias que exigen higiene, como la alimentaria, la de bebidas y la farmacéutica.

Aplicaciones

Las siliconas se utilizan en numerosos productos. La Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann enumera las siguientes categorías principales de aplicación: eléctrica (como el aislamiento), electrónica (como los recubrimientos), doméstica (como los selladores y los utensilios de cocina), automotriz (como las juntas), aeronáutica (como los sellos), máquinas de oficina (como los teclados), medicina y odontología (como los moldes para impresiones dentales ) y textiles y papel (como los recubrimientos). Para estas aplicaciones, se estima que  en 1991 se produjeron 400 000 toneladas de siliconas. A continuación se presentan ejemplos específicos, tanto de gran como de pequeña escala. [ 1 ]

Automotor

Los selladores de silicona y los componentes de caucho se utilizan con frecuencia en aplicaciones automotrices.

En el sector automotriz, la grasa de silicona se utiliza habitualmente como lubricante para los componentes de los frenos , ya que es estable a altas temperaturas, no es soluble en agua y es mucho menos propensa a ensuciarse que otros lubricantes. Los líquidos de frenos DOT 5 están basados ​​en siliconas líquidas.

Los cables de las bujías de los automóviles están aislados con múltiples capas de silicona para evitar que las chispas salten a los cables adyacentes, lo que provocaría fallos de encendido. En ocasiones, se utilizan tubos de silicona en los sistemas de admisión de los automóviles (especialmente en motores con sobrealimentación ).

La silicona en láminas se utiliza para fabricar juntas que se emplean en motores de automóviles , transmisiones y otras aplicaciones.

Los compuestos de silicona, como el caucho de silicona, se utilizan como recubrimientos y selladores para airbags . Su alta resistencia lo convierte en un adhesivo y sellador óptimo para airbags de alto impacto. La combinación de siliconas con termoplásticos mejora la resistencia a los arañazos y reduce el coeficiente de fricción.

Aeroespacial

La silicona se utiliza a menudo para sellar las aberturas de acceso para mantenimiento en equipos aeroespaciales.

La silicona es un material muy utilizado en la industria aeroespacial debido a sus propiedades de sellado, su estabilidad en un rango de temperaturas extremas, su durabilidad, sus cualidades de amortiguación de sonido y antivibración, y sus propiedades ignífugas naturales.

Los grados de silicona especialmente desarrollados para la industria aeroespacial son estables de −70 a 220 °C , [ 10 ] estos grados se pueden utilizar en la fabricación de juntas para ventanas y puertas de cabina. Durante su funcionamiento, las aeronaves experimentan grandes fluctuaciones de temperatura en un período de tiempo relativamente corto; desde temperaturas ambiente en tierra en países cálidos hasta temperaturas bajo cero al volar a gran altitud. El caucho de silicona se puede moldear con tolerancias estrictas, lo que garantiza que las juntas formen sellos herméticos tanto en tierra como en el aire, donde la presión atmosférica disminuye.

La resistencia del caucho de silicona a la corrosión térmica permite su uso en juntas de motores de aeronaves, donde su durabilidad supera a la de otros tipos de caucho, mejorando la seguridad de la aeronave y reduciendo los costos de mantenimiento. La silicona sella los paneles de instrumentos y otros sistemas eléctricos en la cabina, protegiendo las placas de circuito impreso de los riesgos propios de altitudes extremas, como la humedad y las temperaturas extremadamente bajas. Además, puede utilizarse como revestimiento para proteger cables y componentes eléctricos del polvo o el hielo que puedan introducirse en el interior del avión.

Debido a la naturaleza del transporte aéreo, que genera mucho ruido y vibraciones, es necesario considerar la potencia de los motores, los aterrizajes y las altas velocidades para garantizar la comodidad de los pasajeros y la seguridad de la aeronave. Gracias a sus excepcionales propiedades de reducción de ruido y antivibración, el caucho de silicona se puede moldear en pequeños componentes y colocar en espacios reducidos, protegiendo así todos los equipos de vibraciones no deseadas, como los compartimentos superiores, los conductos de ventilación, las escotillas, las juntas de los sistemas de entretenimiento y los sistemas de iluminación LED .

propulsor sólido

Los aglutinantes a base de polidimetilsiloxano (PDMS) junto con el perclorato de amonio ( NH₄ClO₄ ) se utilizan como propelentes sólidos de combustión rápida en cohetes . [ 11 ]

Construcción de edificios

La resistencia y fiabilidad del caucho de silicona son ampliamente reconocidas en la industria de la construcción. Los selladores y masillas de silicona monocomponente se utilizan comúnmente para sellar huecos, juntas y grietas en los edificios. Estas siliconas curan absorbiendo la humedad atmosférica, lo que simplifica la instalación. En fontanería, la grasa de silicona se aplica habitualmente a las juntas tóricas de grifos y válvulas de latón , evitando que la cal se adhiera al metal.

La silicona estructural también se utiliza en fachadas de edificios con muro cortina desde 1974, cuando el Instituto de Arte de Chicago se convirtió en el primer edificio en tener vidrio exterior fijado exclusivamente con este material. Las membranas de silicona se han utilizado para cubrir y restaurar techos industriales, gracias a su extrema resistencia a los rayos UV y a su capacidad para mantener su impermeabilidad durante décadas.

Impresión 3D

Impresión 3D de silicona con material de soporte
Impresión 3D de silicona con material de soporte

El caucho de silicona se puede imprimir en 3D (modelado por deposición líquida, LDM) utilizando sistemas de extrusión con bomba y boquilla. Las formulaciones estándar de silicona están optimizadas para su uso en máquinas de extrusión y moldeo por inyección, y no son aplicables en la impresión 3D basada en LDM. [ 12 ]

La impresión 3D también requiere el uso de un material de soporte extraíble que sea compatible con la goma de silicona.

Recubrimientos

Las películas de silicona se pueden aplicar a sustratos a base de sílice, como el vidrio, para formar un recubrimiento hidrofóbico con enlaces covalentes . Estos recubrimientos se desarrollaron para su uso en parabrisas de aeronaves con el fin de repeler el agua y preservar la visibilidad, sin necesidad de limpiaparabrisas mecánicos , que resultan poco prácticos a velocidades supersónicas. Posteriormente, tratamientos similares se adaptaron al mercado automotriz en productos comercializados por Rain-X y otras marcas.

Muchos tejidos pueden recubrirse o impregnarse con silicona para formar un compuesto resistente e impermeable, como por ejemplo el silnylon .

Un polímero de silicona puede suspenderse en agua mediante el uso de tensioactivos estabilizadores. Esto permite utilizar formulaciones acuosas para incorporar muchos ingredientes que, de otro modo, requerirían un disolvente más fuerte o serían demasiado viscosos para su uso eficaz. Por ejemplo, una formulación acuosa que aprovecha la reactividad y la capacidad de penetración de un silano en una superficie mineral puede combinarse con las propiedades hidrófugas de un siloxano para obtener un producto de protección de superficies más útil.

Utensilios de cocina

Cucharón para sopa y cucharón para pasta hechos de silicona.
Una vaporera de silicona para colocar dentro de una olla con agua hirviendo.
Las bandejas flexibles para cubitos de hielo hechas de silicona permiten una fácil extracción del hielo.
Brocha de silicona utilizada para untar y aplicar líquidos aromatizantes.

Como material no tóxico y con bajo contenido de impurezas, la silicona se puede utilizar en aplicaciones donde se requiere contacto con alimentos. La silicona se está convirtiendo en un producto importante en la industria de los utensilios de cocina , especialmente en moldes para hornear y otros utensilios de cocina .

La silicona se utiliza como aislante en agarraderas resistentes al calor y artículos similares; sin embargo, conduce mejor el calor que otros productos similares fabricados con fibras menos densas. Los guantes de silicona para horno pueden soportar temperaturas de hasta 260 °C (500 °F) , lo que permite introducirlos en agua hirviendo.  

Otros productos incluyen moldes para chocolate, hielo, galletas, magdalenas y otros alimentos; utensilios de repostería antiadherentes y tapetes reutilizables para bandejas de horno; vaporeras , cocedores o escalfadores de huevos ; tapas para utensilios de cocina, agarraderas , salvamanteles y tapetes de cocina.

Eliminación de espuma

Las siliconas se utilizan como compuestos activos en los antiespumantes debido a su baja solubilidad en agua y sus buenas propiedades de dispersión.

Limpieza en seco

La silicona líquida puede utilizarse como disolvente para la limpieza en seco , ofreciendo una alternativa al disolvente tradicional de percloroetileno (perc), que contiene cloro . El uso de siliconas en la limpieza en seco reduce el impacto ambiental de una industria que suele ser altamente contaminante. [ 13 ]

Electrónica

Teclado de goma de silicona

En ocasiones, los componentes electrónicos se encapsulan en silicona para aumentar su estabilidad frente a golpes mecánicos y eléctricos, radiación y vibraciones, un proceso denominado "encapsulado". Las siliconas se utilizan cuando se requiere durabilidad y alto rendimiento de los componentes en condiciones ambientales extremas, como en el espacio (tecnología satelital). Se prefieren a la encapsulación con poliuretano o epoxi cuando se necesita un amplio rango de temperatura de funcionamiento ( de -65 a 315 °C ). Además, las siliconas presentan la ventaja de un mínimo aumento de temperatura exotérmica durante el curado, baja toxicidad, buenas propiedades eléctricas y alta pureza.

Las siliconas suelen ser componentes de las pastas térmicas que se utilizan para mejorar la transferencia de calor desde los componentes electrónicos que disipan energía a los disipadores de calor .

El uso de siliconas en electrónica no está exento de problemas. Las siliconas son relativamente caras y pueden ser atacadas por ciertos disolventes. La silicona migra fácilmente, ya sea en estado líquido o gaseoso, a otros componentes. La contaminación por silicona de los contactos de interruptores eléctricos puede provocar fallos al causar un aumento de la resistencia de contacto, a menudo en una etapa avanzada de la vida útil del contacto, mucho después de que se hayan completado las pruebas. [ 14 ] [ 15 ] El uso de productos en aerosol a base de silicona en dispositivos electrónicos durante el mantenimiento o las reparaciones puede provocar fallos posteriores.

Cortafuegos

Sellador ignífugo de silicona de color rojo

La espuma de silicona se ha utilizado en edificios norteamericanos para sellar las aberturas en muros y pisos resistentes al fuego, con el fin de evitar la propagación de llamas y humo de una habitación a otra. Cuando se instala correctamente, los sellos cortafuegos de espuma de silicona pueden fabricarse conforme a la normativa de construcción. Entre sus ventajas se incluyen la flexibilidad y la alta rigidez dieléctrica . Sus desventajas incluyen la combustibilidad (dificultad para extinguirla) y la importante generación de humo.

Los selladores ignífugos de espuma de silicona han sido objeto de controversia y atención mediática debido a la generación de humo por pirólisis de componentes combustibles en su interior, la fuga de hidrógeno, la contracción y el agrietamiento. Estos problemas han dado lugar a incidentes que deben ser notificados por los licenciatarios (operadores de centrales nucleares ) de la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) . Los selladores ignífugos de silicona también se utilizan en aeronaves.

Joyas

La silicona es una alternativa popular a los metales tradicionales (como la plata y el oro ) en joyería, especialmente en anillos. Los anillos de silicona se usan comúnmente en profesiones donde los anillos de metal pueden causar lesiones, como conducción eléctrica y avulsión del anillo. [ 16 ] [ 17 ] A mediados de la década de 2010, algunos atletas profesionales comenzaron a usar anillos de silicona como alternativa durante los partidos. [ 18 ]

lubricantes

La grasa de silicona se usa a menudo con material de vidrio de laboratorio para evitar que se atasque.

Las grasas de silicona se utilizan para diversos fines, como cadenas de bicicleta , piezas de réplicas de airsoft y una amplia gama de otros mecanismos . Normalmente, un lubricante de secado en seco se suministra con un disolvente portador para penetrar en el mecanismo. El disolvente se evapora, dejando una película transparente que lubrica pero no atrae tanta suciedad como un lubricante a base de aceite u otro lubricante tradicional "húmedo".

También existen lubricantes personales de silicona para su uso en procedimientos médicos o durante la actividad sexual.

Medicina y cirugía estética

La silicona se utiliza en microfluídica , sellos, juntas, cubiertas y otras aplicaciones que requieren alta biocompatibilidad . Además, en forma de gel se emplea en vendajes y apósitos, implantes mamarios , implantes testiculares , implantes pectorales, lentes de contacto y diversos usos médicos.

Las láminas para el tratamiento de cicatrices suelen estar hechas de silicona de grado médico debido a su durabilidad y biocompatibilidad. El polidimetilsiloxano (PDMS) se utiliza a menudo para este fin, ya que su reticulación específica da como resultado una silicona flexible y suave con alta durabilidad y adherencia. También se ha utilizado como bloque hidrofóbico de copolímeros de bloque sintéticos anfifílicos empleados para formar la membrana vesicular de los polimerosomas .

Las inyecciones ilícitas de silicona cosmética pueden inducir una difusión sanguínea crónica y definitiva de la silicona con complicaciones dermatológicas. [ 19 ]

La oftalmología utiliza muchos productos, como el aceite de silicona para reemplazar el humor vítreo después de una vitrectomía, las lentes intraoculares de silicona después de una extracción de cataratas, los tubos de silicona para mantener abierto el conducto nasolagrimal después de una dacriocistorrinostomía, los stents canaliculares para la estenosis canalicular, los tapones lagrimales para la oclusión de los puntos lagrimales en casos de ojo seco, el caucho de silicona y las bandas como taponamiento externo en el desprendimiento de retina por tracción y la rotura anterior en el desprendimiento de retina regmatógeno.

Las siliconas de adición y condensación (como el polivinilsiloxano ) tienen una amplia aplicación como material de impresión dental debido a su propiedad hidrofóbica y estabilidad térmica. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]

Fabricación de moldes

Molde de silicona utilizado para reproducir un detalle arquitectónico.

Los sistemas de silicona de dos componentes se utilizan como moldes de caucho para fundir resinas , espumas, caucho y aleaciones de baja temperatura. Un molde de silicona generalmente requiere poco o ningún agente desmoldante ni preparación de la superficie, ya que la mayoría de los materiales no se adhieren a la silicona. Para usos experimentales, se puede utilizar silicona común de un componente para fabricar moldes o para dar forma a los objetos. Si es necesario, se pueden utilizar aceites vegetales comunes o vaselina en las superficies de contacto como agente desmoldante. [ 23 ]

Los moldes de silicona para cocinar que se utilizan como utensilios para hornear no requieren ser recubiertos con aceite de cocina; además, la flexibilidad del caucho permite que los alimentos horneados se retiren fácilmente del molde después de la cocción.

Cuidado personal

Tapones para los oídos de caucho de silicona para protección auditiva.

Las siliconas son ingredientes ampliamente utilizados en el cuidado de la piel , cosméticos de color y productos para el cuidado del cabello. Algunas siliconas, en particular las amodimeticonas funcionalizadas con aminas , son excelentes acondicionadores capilares , ya que mejoran la compatibilidad, la sensación y la suavidad del cabello, y reducen el encrespamiento. Las fenildimeticonas , pertenecientes a otra familia de siliconas, se utilizan en productos capilares que realzan el reflejo y corrigen el color, donde aumentan el brillo y la luminosidad (y posiblemente producen sutiles cambios de color). Las feniltrimeticonas , a diferencia de las amodimeticonas acondicionadoras, tienen índices de refracción (típicamente 1,46) cercanos al del cabello humano (1,54). Sin embargo, si se incluyen en la misma formulación, la amodimeticona y la feniltrimeticona interactúan y se diluyen entre sí, lo que dificulta lograr un alto brillo y un excelente acondicionamiento en el mismo producto. [ 24 ]

La goma de silicona se utiliza habitualmente en las tetinas de los biberones por su higiene, su aspecto estético y su bajo contenido de sustancias extraíbles.

Las siliconas se utilizan en productos de afeitado y lubricantes personales . [ 25 ]

Juguetes y pasatiempos

Juguetes para bebés fabricados con caucho de silicona no tóxico.

La plastilina Silly Putty y materiales similares están compuestos de siliconas como dimetilsiloxano , polidimetilsiloxano y decametilciclopentasiloxano , junto con otros ingredientes. Esta sustancia se caracteriza por sus peculiaridades; por ejemplo, rebota, pero se rompe al recibir un golpe seco; además, fluye como un líquido y forma un charco con el tiempo.

Las gomas elásticas de silicona son un recambio popular y duradero para las gomas elásticas reales en los juguetes de moda de 2013 llamados " telar de gomas elásticas ", cuyo precio era de dos a cuatro veces mayor (en 2014). También existen pulseras de silicona que se pueden personalizar con un nombre o mensaje. Las gomas grandes también se venden como correas de sujeción multiusos.

Formerol es una goma de silicona (comercializada como Sugru ) que se utiliza como material para manualidades, ya que su plasticidad permite moldearla a mano como si fuera arcilla. Se endurece a temperatura ambiente y es adhesiva a diversas sustancias, incluyendo vidrio y aluminio. [ 26 ]

Oogoo es una arcilla de silicona que puede usarse como sustituto de Sugru . [ 27 ]

En la fabricación de acuarios , los fabricantes utilizan actualmente sellador de silicona 100% para unir las placas de vidrio. Las uniones de vidrio hechas con sellador de silicona pueden soportar una gran presión, lo que hace obsoleto el método original de construcción de acuarios con perfiles angulares y masilla. Esta misma silicona se utiliza para fabricar bisagras en las tapas de los acuarios o para pequeñas reparaciones. Sin embargo, no todas las siliconas comerciales son seguras para la fabricación de acuarios, ni se utiliza silicona para la fabricación de acuarios de acrílico, ya que las siliconas no tienen una adhesión duradera a los plásticos. [ 28 ]

Efectos especiales

La silicona se utiliza en efectos especiales como material para simular piel realista, ya sea para maquillaje protésico , partes del cuerpo de utilería o máscaras de goma . [ 29 ] Las siliconas de platino son ideales para simular carne y piel debido a su resistencia, firmeza y translucidez, creando un efecto convincente.

Las máscaras de silicona tienen una ventaja sobre las de látex, ya que, debido a las propiedades del material, se ajustan al rostro del usuario y se mueven de forma realista con sus expresiones faciales. [ 30 ] La silicona se usa a menudo como sustituto hipoalergénico de las prótesis de látex espumado .

Marketing

Los principales fabricantes mundiales de materiales a base de silicona pertenecen a tres organizaciones regionales: el Centro Europeo de Silicona (CES) en Bruselas, Bélgica ; el Centro de Seguridad, Salud y Medio Ambiente de las Siliconas (SEHSC) en Herndon, Virginia , EE. UU.; y la Asociación de la Industria de la Silicona de Japón (SIAJ) en Tokio, Japón . Dow Corning Silicones, Evonik Industries, Momentive Performance Materials, Milliken and Company (SiVance Specialty Silicones), Shin-Etsu Silicones, Wacker Chemie, Elkem Silicones, JNC Corporation, Wacker Asahikasei Silicone y Dow Corning Toray representan a los miembros de estas organizaciones. Una cuarta organización, el Consejo Mundial de la Silicona (GSC), actúa como una estructura coordinadora de las organizaciones regionales. Las cuatro son organizaciones sin ánimo de lucro, sin función comercial; su misión principal es promover la seguridad de las siliconas desde una perspectiva de salud, seguridad y medio ambiente. Mientras la industria química europea se prepara para implementar la legislación de Registro, Evaluación y Autorización de Sustancias Químicas (REACH) , CES lidera la formación de un consorcio [ 31 ] de productores e importadores de siliconas, silanos y siloxanos para facilitar el intercambio de datos y costes.

Consideraciones de seguridad y medioambientales

Los compuestos de silicona son omnipresentes en el medio ambiente. Ciertos compuestos de silicona, los siloxanos cíclicos D 4 y D 5 , son contaminantes del aire y del agua y tienen efectos negativos para la salud en animales de prueba. [ 32 ] Se utilizan en varios productos de cuidado personal. La Agencia Europea de Sustancias Químicas encontró que "D 4 es una sustancia persistente, bioacumulativa y tóxica (PBT) y D 5 es una sustancia muy persistente, muy bioacumulativa (vPvB)". [ 33 ] [ 34 ] Otras siliconas se biodegradan fácilmente, un proceso que se acelera por una variedad de catalizadores, incluidas las arcillas. [ 1 ] Se ha demostrado que las siliconas cíclicas implican la aparición de silanoles durante la biodegradación en mamíferos. [ 35 ] Los silanodioles y silanetrioles resultantes son capaces de inhibir enzimas hidrolíticas como la termolisina , acetilcolinesterasa . Sin embargo, las dosis necesarias para la inhibición son órdenes de magnitud mayores que las resultantes de la exposición acumulada a productos de consumo que contienen ciclometicona . [ 36 ] [ 37 ]

A unos 200 °C (392 °F) en una atmósfera que contiene oxígeno, el polidimetilsiloxano libera trazas de formaldehído (pero cantidades menores que otros materiales comunes como el polietileno [ 38 ] [ 39 ] ). A esta temperatura, se encontró que las siliconas tenían una menor generación de formaldehído que el aceite mineral y los plásticos (menos de 3 a 48 μg CH₂O / (g·h) para un caucho de silicona de alta consistencia , frente a alrededor de 400 μg CH₂O /(g·h) para plásticos y aceite mineral). A 250 °C (482 °F) , se ha encontrado que todas las siliconas producen cantidades copiosas de formaldehído (1200 a 4600 μg CH₂O / (g·h)). [ 39 ]          

Se ha descubierto que algunas personas desarrollan alergias o sensibilidad extrema a la silicona, [ 40 ] particularmente después de una exposición prolongada a ciertos tipos de productos de silicona, como cosméticos, equipos médicos, incluidas las mascarillas CPAP [ 41 ] [ 42 ] y dispositivos médicos implantados. [ 43 ] [ 44 ]

Aunque las siliconas son polímeros duraderos, históricamente han sido difíciles de reciclar. Investigaciones recientes del CNRS y la Universidad Claude Bernard Lyon 1 han reportado rutas de despolimerización química que convierten los materiales de silicona reticulados en aceites o monómeros reutilizables con un menor impacto ambiental. En la práctica industrial, Elkem ha reportado iniciativas piloto y comerciales para siliconas circulares, incluyendo productos con contenido reciclado para la industria de etiquetas y soluciones más amplias como la reincorporación mecánica de elastómeros y el uso de portadores y solventes de base biológica. [ 45 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 Moretto, Hans-Heinrich; Schulze, Manfredo; Wagner, Gebhard (2005). "Siliconas". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a24_057 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  2. ↑ Fink, Johannes Karl (5 de julio de 2019). Caucho de silicona líquida: química, materiales y procesamiento . John Wiley & Sons. ISBN 978-1-119-63137-8.
  3. ↑ Thomas, Neil R. (12 de agosto de 2010). "Frederic Stanley Kipping: pionero en la química del silicio: su vida y legado" . Silicon . 2 (4): 187– 193. doi : 10.1007/s12633-010-9051-x .
  4. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann. p. 362. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN   978-0-08-037941-8.
  5. ↑ Kipping, Frederic; Lloyd, LL (1901). "XLVII. Derivados orgánicos del silicio. Cloruros de trifenilsilicio y alquiloxisilicio" . Journal of the Chemical Society , Transactions . 79 : 449–459 . doi : 10.1039/CT9017900449 .
  6. 1 2 Mark, James E.; Allcock, Harry R.; West, Robert (24 de marzo de 2005). Polímeros inorgánicos . Oxford University. pág. 155. ISBN  978-0-19-535131-6Archivado del original el 18 de diciembre de 2017 .
  7. ↑ Seyferth, Dietmar; Prud'Homme, Christian; Wiseman, Gary H. (1983). "Polisiloxanos cíclicos a partir de la hidrólisis del diclorosilano". Química Inorgánica . 22 (15): 2163– 2167. doi : 10.1021/ic00157a014 .
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