Silicones, Química, Composto, O que é Silicones
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Silicones - O que é
Os silicones são polímeros que incluem qualquer composto inerte, sintético constituído por unidades de repetição de siloxano, que é uma cadeia de átomos alternados de silício e átomos de oxigênio, frequentemente combinado com o carbono e / ou hidrogênio. Eles são tipicamente resistentes ao calor e borracha, e são usados em selantes, adesivos, lubrificantes, medicamentos, utensílios de cozinha, e isolamento térmico e elétrico.
Algumas formas comuns incluem óleo de silicone, graxa de silicone, borracha de silicone, resina de silicone e calafetagem com silicone.
Mais precisamente chamados siloxanos polimerizados ou polissiloxanos, silicones consistem de uma espinha dorsal inorgânica em cadeia de silício-oxigênio ( -Si-O-Si-O-Si-O- ) com grupos laterais orgânicos ligados aos átomos de silício. Estes átomos de silício são tetravalentes. Assim, os silicones são polímeros construídas a partir de monômeros inorgânico-orgânico. Os silicones têm, em geral, a fórmula química R2SiO]n, em que R é um grupo orgânico, tal como metilo, etilo, ou fenilo.
Em alguns casos, os grupos laterais orgânicos podem ser usados para ligar duas ou mais dessas cadeias principais -Si-O- em conjunto. Ao variar os comprimentos de cadeia -Si-O-, grupos laterais, e de reticulação, os silicones podem ser sintetizados com uma ampla variedade de propriedades e composições. Eles podem variar em consistência de líquido para gel para borracha de plástico rígido. O mais comum é siloxano linear polidimetilsiloxano (PDMS), um óleo de silicone. O segundo grupo de materiais de silicone é à base de resinas de silicone, os quais são formados por oligosiloxanes ramificados e tipo gaiola.
Silicones - Substâncias Silicone, também chamado polisiloxano, qualquer um de uma classe diversificada de fluidos, resinas ou elastômeros à base de polimerizados siloxanos, substâncias cujas moléculas consistem em correntes feitas de alternância de silício e oxigênio átomos. A sua inércia química, a resistência à água e a oxidação , e estabilidade em ambas as temperaturas altas e baixas levaram a uma ampla gama de aplicações comerciais, a partir de massas lubrificantes para isolamento e biomédicas implantes fios eléctricos (tal como implantes mamários ).
Composição, estrutura e propriedades
Os silicones diferem da maioria dos industriais polímeros em que as cadeias de átomos ligados que formam as cadeias principais das suas moléculas não contêm carbono , o elemento característico de compostos orgânicos. Esta falta de carbono nos polímeros espinhas dorsais faz polissiloxanos em incomum "inorgânicos" polímeros, embora na maior parte dos membros da classe dois grupos orgânicos, geralmente de vinilo (CH2), metil (CH3), ou fenilo (C 6 H 5) , estão ligados a cada átomo de silícioum de uma variedade de grupos orgânicos.. Uma fórmula geral para os silicones é x (SiO 2 R), em que R pode ser qualquer um de uma variedade de grupos orgânicos.
O silicone tornou-se matéria-prima indispensável na composição de cosméticos, produtos para saúde e lubrificantes. Tem ampla aplicação nas indústrias de construção civil, têxtil, eletroeletrônica e automotiva, contribuindo para gerar conforto, segurança e qualidade de vida para milhões de pessoas.
Polímeros de silicone consistem de unidades repetidas de dimetil silicone:
Silicones - Polímeros
Os silicones são polímeros, quimicamente inertes, resistentes à decomposição pelo calor, água ou agentes oxidantes, além de serem bons isolantes elétricos. Resistentes ao calor e à intempérie, os silicones são apresentados nas formas fluida, resina ou de elastômeros (borrachas sintéticas), sempre com inúmeras aplicações. Servem, por exemplo, como agentes de polimento, vedação e proteção. São também impermeabilizantes, lubrificantes e na medicina são empregados como material básico de próteses. Atualmente estima-se que os silicones são utilizados em mais de 5.000 produtos.Suportando temperaturas que podem variar de –65ºC a 400ºC, o silicone é usado em inúmeros segmentos industriais sem perder suas características de permeabilidade, elasticidade e brilho. Quando incinerado, não provoca reações químicas que possam gerar gases e poluir a atmosfera.
Uma das características do silicone é sua longevidade e compatibilidade com os meios de aplicação. Por ser inerte, não traz malefícios para o meio ambiente, não contamina o solo, nem a água nem o ar. Não existe na literatura especializada nenhum registro de que o silicone tenha causado algum tipo de problema para o meio ambiente. Além dessas propriedades, também não há registro de que tenha provocado algum tipo de reação alérgica no ser humano. Com essas características, o silicone pode ser manipulado com segurança, sem o risco de provocar poluição ou danos à saúde humana. Muitos tipos de silicone são recicláveis e outros são de simples disposição, sem agressão ao meio ambiente.Sintetizado por volta de 1900 pelo cientista alemão Wöhler, o silicone é produzido a partir do silício metálico e começou a ser explorado industrialmente a partir da 2ª Guerra Mundial, quando foram construídas as primeiras fábricas, tanto na Alemanha como nos Estados Unidos. No Brasil, o silicone começou a ser usado a partir da década de 50 e a primeira fábrica, que foi de mistura, foi construída em Duque de Caxias – RJ, na década de 60.
Silicones - Uso
Silicone no setor eletro-eletrônico
A indústria eletroeletrônica consome 10% de todo o silicone produzido no Brasil. Com o desenvolvimento da tecnologia, peças e componentes eletrônicos tornaram-se cada vez menores e mais delicados. O silicone veio para ser um grande aliado da indústria quando o assunto é a proteção destes componentes. Através de encapsulamento transparente e preenchimento, utilizando resinas, géis e elastômeros do produto, pode-se evitar o desgaste e o atrito das peças, circuitos e conexões, aumentando a vida útil do equipamento.
Os silicones desempenham um papel importante na proteção e no isolamento de equipamentos eletrotécnicos. Os óleos são usados como fluidos dielétricos para dissipar o calor produzido dentro de transformadores e para isolá-los.
Pastas de Silicone protegem os isoladores das linhas de transmissão de alta tensão contra incrustações. Os elastômeros de silicone curados a quente revestem os cabos de força e os chicotes do sistema de ignição. São também usados para produzir conectores de alto desempenho e autolubrificantes para terminais de cabos de transmissão eletrônica na indústria automobilística. Os elastômeros de silicone vulcanizados a temperatura ambiente são usados para preencher peças as mais diversas. Malhas de vidro e placas impregnadas com resinas de silicone são bons materiais isolantes.
Para proteger componentes cada vez menores e mais delicados, circuitos impressos e conexões, recorre-se ao encapsulamento transparente e preenchimento utilizando elastômeros, géis ou elastômeros monocomponentes. Podemos ainda usar resinas como verniz protetor.
Os conectores de cabos de alta tensão precisam ter uma voltagem de ruptura elevada para evitar curtos-circuitos. Os elastômeros curados a quente e os curados a temperatura ambiente, com alta capacidade dielétrica, são materiais ideais para produzir estas conexões. Quanto aos isoladores de linhas de alta tensão, devem ter alta resistividade superficial em qualquer circunstância, para evitar correntes de fuga superficiais.
Silicone na Indústria Têxtil
A indústria têxtil brasileira consome cerca de 1.700 toneladas/ano de silicone, equivalentes a 10% da produção nacional. O produto, que não provoca alergias na pele humana, é amplamente utilizado na fabricação de meias femininas e lingeries.
Os elastômeros de silicone são usados como revestimento de certos tecidos técnicos usados em aplicações de alta tecnologia. O melhor exemplo disso é o air-bag, projetado para inflar e proteger motoristas e passageiros em caso de colisão. O silicone reveste tanto tecidos para esteiras transportadoras de produtos industriais, ou gêneros alimentícios durante a produção, como malhas de vidro para revestimento de cabos. Tecidos resistentes ao fogo também são revestidos com silicone, para assegurar proteção eficaz a equipamentos e pessoas expostas aos riscos do fogo, por exemplo, as forças armadas, bombeiros etc. Elastômeros de silicone, para contato com a pele, são usados para revestir peças femininas como meias, meias com punhos de renda, fechos de soutiens, cinta liga etc.
Pelo tratamento de tecidos com óleos ou emulsões de óleos de silicone, podemos modular suas características quando utilizados para fins têxteis. Roupas e barracas podem ser impermeabilizadas; tecidos podem tornar-se mais macios e sedosos, ideais para forração de casacos, trajes de neve, edredons etc.; não perdem seu volume e permanecem confortáveis e quentes.
O silicone está presente no dia-a-dia de milhões de consumidores, na formulação de produtos tão variados como amaciantes de tecidos ou revestimento para meias femininas. Suas propriedades de repelência à água, de antiespumante, de proporcionar toque suave e macio a tecidos os mais variados, de ser resistente a álcalis, estável sob altas temperaturas e alta lubricidade são ideais para a fabricação de produtos que geram conforto e segurança às pessoas e elevada vida útil para máquinas e equipamentos. Na indústria de linhas e fios suas características de resistência a elevadas temperaturas e alto poder lubrificante são fundamentais para a formulação de uma série de produtos que garantem maior produtividade permitindo rodar os equipamentos industriais a alta velocidade com o menor atrito possível.
Silicone e a saúde
Em se tratando de produtos destinados à saúde ou à correção de anomalias no ser humano, o silicone é bastante disseminado na fabricação de antiflatulentos, próteses internas e externas e moldes dentários, por ser um produto seguro que, em condições indicadas de uso, não provoca efeitos colaterais.
Reproduzir um formato através de uma impressão é um procedimento rotineiro para dentistas e protéticos. A impressão precisa dos dentes do paciente, tirada pelo dentista em apenas alguns minutos, usando um elastômero de dois componentes, o que permite ao protético produzir uma prótese perfeitamente ajustada à boca do paciente.
Cateteres, sistemas de perfusão e transfusão, tubos, mangueiras de circulação extracorpórea, peças de certos tipos de bombas etc têm as qualidades essenciais de segurança e confiabilidade: são transparentes, resistentes, atóxicas e biocompatíveis.
Silicone e a beleza
Com performance multiuso, o silicone é muito utilizado pela indústria de produtos de beleza, saúde, higiene e limpeza, pois apresenta baixíssimo odor e toxicidade e resiste a grandes variações de temperatura sem apresentar alterações em suas características. Na área de produtos para beleza, é largamente usado na fabricação de xampus, hidratantes, protetores solares e maquilagem. A indústria de xampus e condicionadores de cabelo, por exemplo, utiliza muito o silicone para melhorar penteabilidade, sensorial e brilho, proporcionando assim aparência natural e saudável dos cabelos.
Silicone nos utensílios domésticos
Os elastômeros de silicone monocomponentes vulcanizados a temperatura ambiente grau alimentício em dispersão e as resinas de silicone formam o revestimento ideal para formas de pão e outros moldes usados por padeiros e confeiteiros. Eles aliam uma excelente resistência às altas temperaturas dos fornos às propriedades antiaderentes, que garantem uma desmoldagem perfeita, várias vezes seguidas, ao longo de vários anos.
Na cozinha, potes, panelas e outros artigos afins são tornados antiaderentes pelo revestimento com silicone (resinas de silicone metil ou metil fenil silicone) grau alimentício.
Rolhas de garrafas de vinho ou champanhe também são tratadas com silicones em dispersão. Conferem propriedades antiaderentes modulares, que resultam em boas velocidades de engarrafamento, mas assegurando que as rolhas não afundem para o interior da garrafa.
Silicone em contato com alimentos
Máquinas automáticas de servir bebidas, moldes de confeitaria, bandejas de gelo e bicos de mamadeira são apenas algumas das inúmeras peças feitas de elastômeros de silicones para aplicações de contato com alimentos. Algumas características são essenciais, tais como ser inerte, atóxica, resistente, transparente e incapaz de alterar o sabor de qualquer alimento com o qual entrar em contato.
Silicone como alternativa Ecológica
A capacidade antiaderente do silicone assume características ecológicas quando pensamos em proteção de cascos de barcos contra incrustações de organismos vegetais e animais que vivem na água.
Para resolver esse problema, o silicone alia suas características atóxicas às suas propriedades de antiaderência e de resistência em ambientes úmidos. Assim, impede os organismos aquáticos de aderirem ao casco sem envenená-los e apresenta grande durabilidade, além de ser fácil de limpar.
Nos Estados Unidos, a indústria de pneus já utiliza silicone para fabricar os chamados pneus ecológicos ("green tire"), que são mais resistentes e provocam menos atrito com o solo sem prejudicar a segurança dos veículos. Na indústria aeronáutica e aeroespacial, é importante composto na fabricação de fios e cabos. Enquanto a borracha comum resiste a temperaturas de até 200ºC, o silicone pode suportar até 400ºC sem perder suas propriedades.
Silicone na construção civil
No segmento da construção civil, o silicone pode ser aplicado em três linhas: selantes, hidrofugantes e aditivos. O selante de silicone é utilizado em vedações: de caixilhos, da linha sanitária - rejunte de pias, de box e de banheiras, de azulejo, de piso, de pias de cozinha -, e de juntas de dilatação. Quanto à função hidrofugante, o silicone é usado na proteção de tijolos, concreto, telhas, rejuntes e pedras naturais, impedindo a absorção de água e permitindo a saída de vapores. Como aditivo de tintas, o silicone funciona como ligante, reforçando a estrutura molecular, aumentando a aderência da tinta e agindo como antiespumante, evitando a formação de "bolhas" durante a aplicação.