Lbor Borrachas | Plásticos | Poliuretano
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Borracha de Silicone

A borracha de silicone (VMQ) pertence à categoria de borrachas especiais e é amplamente utilizada no isolamento de fios e cabos elétricos, em ambientes expostos a temperaturas extremas, na fabricação de artigos médicos e revestimentos para as mais diversas aplicações.

Em sua formulação, além de silicone, o elastômero possui algumas cargas reforçantes, tais como a sílica fumada ou sílica precipitada, outras cargas semirreforçantes, caulino calcinado, aditivos especiais, utilizados para melhorar a propriedade de resistência ao calor e à chama, pigmentos e peróxidos.

Quando se obtém coloração vermelha através da aplicação de óxido de ferro, também é proporcionada ao silicone, maior resistência ao calor.

A sílica fumada é além de uma carga reforçante consideravelmente mais potente que as demais, um componente que confere perfeitas condições de isolamento, devido à sua pureza. Já a sílica precipitada age como um reforço moderado e confere grande potencial de absorção de água, graças aos seus sais residuais. No entanto, diminuirá as características elétricas sob influência da água.

Com o processo de secagem por policondensação, a borracha de silicone apresenta alta resistência e excelente capacidade de moldabilidade. Para sua obtenção é necessário adicionar um ingrediente catalizador.

Quimicamente, o elastômero é composto por polidimetilsiloxano; tem uma cadeia polimérica de átomos de silício e de oxigênio e requer a neutralização de valências livres do átomo de silício por radicais orgânicos R.

Popularmente conhecida como borracha de silicone, o polímero de silício apresenta ótimo comportamento em altas e baixas temperaturas, após compressão e muita resistência à intempérie e ao ozônio. Sua principal característica é a cadeia polimérica, composta por átomos de silício e de oxigênio, onde o primeiro é responsável pelo transporte de radicais metilo, ou seja, radicais orgânicos intrínsecos à obtenção da borracha de silicone industrial.

Ao mesmo tempo, as suas características particulares estão relacionadas aos radicais de vinilo, fenilo e fluoralquilo, presentes em pequenas quantidades na composição.

Existem três tipos de borracha de silicone, a vulcanizável a quente, ou HTV (high temperature vulcanizing), a vulcanizável a frio, ou RTV (room temperature vulcanizing) e a denominada borracha de silicone líquida, ou LSR (liquid silicone rubber).

Geralmente, a borracha de silicone é vulcanizada por calor, com adição de peróxidos orgânicos à mistura, sendo que devem ser utilizados os tipos de peróxidos mais adequados para cada propriedade que se deseja obter, assim como é necessário atentar-se à quantidade em que estão presentes no processo de vulcanização.

Após esse processo, a borracha deve permanecer em estufa, por tempo variável de 1 a 3 horas, entre 200ºC e 220ºC, a depender da espessura da borracha confeccionada. Para garantir que essa fase de pós-vulcanização seja bem-sucedida, é necessário que haja ar fresco no interior da estufa, em quantidade ideal de aproximadamente 100 litros por minuto, para cada quilo de borracha.

 

CURIOSIDADE

Historicamente, Frederick Stanley Kipping  é apontado como o fundador da química do silicone e foi em  1823 que foi possibilitado o isolamento do metal silício e a sintetização dos primeiros lorosilanos, por Berzeluis e Wohler.

A partir da “Grignar Chemistry”, desenvolvida por Kipping, outro estudioso, Dr. Eugene G. Rochow, da General Electric Laboratories, em 1940, descobriu o processo direto para a produção de metilclorosilanos, através da redução de SiO2, utilizando um catalizador de cobre, obtendo então o dimetildiclorosilano como resultado do processo e, por hidrólise, chega-se aos polímeros lineares, elementos componentes da borracha de silicone utilizada em aplicações industriais.

Então, em 1946, Dr.J. F. Hyde (da Dow-Corning Corp.) obteve uma borracha de silicone muito superior, por meio da adição de sólido alcalino, em pequena quantidade, aos cíclicos. Essa variedade foi melhorada por J. C. Caprino e R. J. Prochaska, ao descobrirem que inserir grupos insaturados no final da cadeia de polímero de silicone tornaria o elastômero ainda mais resistente; porém, inferior à borracha elaborada por Wright e Oliver, que incluía em seu processo a reticulação com peróxido de benzoílo.

Foi apenas em 1958 que o primeiro polímero de silicone vulcanizado sob condições de temperatura ambiente foi registrado por uma empresa, a Rhône Poulenc, produto este conhecido no mercado industrial como mastics.

Comparando o polímero de silicone aos demais tipos de borracha, nota-se que ele é consideravelmente mais resistente ao calor, devido ao fato de ser um produto que mantém sua estabilidade e sua flexibilidade, quando submetido a baixas temperaturas. Além disso, o elastômero de silicone é uma matéria-prima também resistente aos gases oxigênio, ao ozônio e à radiação ultravioleta. Isso, graças às suas características de bom isolamento elétrico e por ser compatível com o ambiente.

 

DENOMINAÇÃO DA BORRACHA DE SILICONE

Também denominado siloxano ou polisiloxano, os silicone (R2SiO)n é um polímero resultante da mistura de elementos orgânicos e inorgânicos. Esses elementos, o metilo, o etilo ou o fenilo consiste em uma estrutura na ordem silício – oxigênio – silício, sempre com radicais orgânicos ligados ao silício.

 

A PRIMEIRA BORRACHA DE SILICONE

A primeira borracha de silicone produzida, identificada pela sigla “MQ”, é obtida através da hidrólise de dimetildiclorosilano, na presença de ácidos e condensados por reação com catalisadores ácidos ou básicos e temperatura elevada, para alcançar a mistura de polímeros lineares e com alto peso molecular.

O polímero, após esse processo, tende a ramificar, devido à presença de triclorometilsiloxano que, conforme sua quantidade torna o polímero ou mais ou menos ramificado, sendo que quando possui muitas ramificações, pode prejudicar o processamento dos compostos utilizados na mistura, assim como a tensão dos ingredientes vulcanizados.

Para evitar que isso ocorra, os fabricantes de borracha de silicone (MQ) adicionam dimetildiclorosilano com alto grau de pureza ou ciclotetrasiloxano, também de grande pureza e condensado a uma temperatura de aproximadamente 200ºC, mais água ou catalizadores anídros básicos, como KOH, alcalisilanolatos ou siloxanolatos.

Em relação ao comportamento da borracha de silicone diante de alguns elementos, ela apresenta bom comportamento em acetona e diésteres, mas quando entra em contato com hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, tende a inchar.

Outra composição interessante é a obtenção da borracha FMQ, que ocorre por meio da substituição em MQ um radical metilo para cada átomo de Si, por um radical polar trifluorpropilo. Esse tipo de elastômero comporta-se melhor diante de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, apresentando inchamento reduzido; porém, tende a inchar mais na presença de acetona e diésteres.

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