L'industria del silicone ha fatto molta strada, persino fino a Marte, secondo Oliver Franssen, direttore marketing globale, elastomeri / trasporti per Momentive Performance Materials Inc.
Sebbene la storia del silicone sia ancora relativamente recente, ha fatto passi da gigante, ha detto nella sua presentazione "The World Records of Silicones" alla recente International Silicone Conference tenutasi a Cuyahoga Falls.
Dopo che il chimico GE Eugene Rochow ha scoperto il processo di reazione diretta per la produzione di metilclorosilani nei primi anni '40, ha portato allo sviluppo dell'applicazione di siliconi nella nostra vita quotidiana, ha affermato. L'innovazione del silicone è continuata per oltre 75 anni, ma il tempo non era la misura che Franssen voleva utilizzare.
"Voglio invitarvi a guardare questo asse del tempo su una scala completamente diversa", ha detto. "Parleremo di applicazioni in silicone in lontananza al corpo umano."
A partire da una distanza di -1 pollice, Franssen ha iniziato con siliconi con la massima purezza e stabilità chimica intrinseca rispetto agli elastomeri organici, con un ciuccio per bambini.
Come grande fornitore dell'industria siliconica, in particolare silice, Shenyang Sunnyjoint Chemicals Co., Ltd. terrà d'occhio le falcate di Silicone.
"Questo è un punto di vendita davvero unico di elastomeri di silicone", ha detto. "L'inerzia del polimero e il fatto che sia inorganico, ha un basso assorbimento per i raggi UV ed è quindi più o meno trasparente ai raggi UV. Non viene attaccato come la gomma naturale sarebbe per i ciucci per bambini, quindi non ha bisogno di essere protetto. "
Il silicone può produrre materiali molto morbidi senza il rischio di ammine nitrose, che normalmente non sarebbero salutari per il bambino, ha detto Franssen.
"Questo è il fondamento del grande successo degli elastomeri siliconici nell'industria medica", ha affermato. "È inodore e può essere conforme agli standard USP, agli standard FDA e ISO".
Spostandosi a una distanza di 0 pollici, il silicone offre la massima permeabilità, rendendo possibile la possibilità di contatti permeabili al gas.
"Se parlo con qualcuno che si stanca di permeabilità, è negativo", ha detto. "Per struttura, gli elastomeri siliconici sono altamente permeabili ai media, che possono essere fluidi, che possono essere gassosi."
Gli elastomeri siliconici hanno un'elevata libertà di movimento della catena polimerica e un'elevata solubilità e diffusività dei penetranti. Per un'applicazione come le lenti a contatto permeabili ai gas, l'applicazione richiede un prodotto con un'elevata permeabilità all'ossigeno e "questa è la ragione per il successo dei composti siliconici per le lenti a contatto", ha detto Franssen.
Chiarezza e viscosità
Con la massima trasparenza di tutti gli elastomeri, gli elastomeri siliconici fanno bene ad una distanza di circa un pollice dal corpo umano per gli oggetti, come gli occhialini subacquei, ha detto.
"Non c'è nulla che possa battere gli elastomeri siliconici", ha detto. "Soprattutto dal 2008, quando una nuova generazione è stata lanciata sul mercato in termini di LSR con qualità ottica."
I polimeri di polidimetilsilossano sono altamente trasparenti alla luce visibile, rendendoli adatti per applicazioni che richiedono elastomeri ultraclear e aprendo nuove opportunità per beni di consumo e luci a LED, ha detto Franssen.
"Invece di resistenza alla trazione, resistenza alla lacerazione e set di compressione, ora abbiamo a che fare con un indice di ingiallimento, con numero Abbe con aberrazione cromatica", ha detto.
Gli elastomeri siliconici vantano la più bassa durezza senza plastificante, quindi funzionano bene a circa 1,5 piedi a portata di mano per oggetti come il cuscinetto di accoppiamento del sensore trasparente per una telecamera di assistenza all'automobilista, ha detto Franssen.
"Per gli EPDM privi di plastificanti, è impossibile andare a 40 Shore A, ma se si lavora con gomma siliconica non si può avere alcun limite alla fascia bassa", ha affermato.
La gamma di durezza LSR va da circa 5-90 Shore A, con sostanze di circa 3-5 Shore A aventi "la consistenza del budino", ha affermato.
Franssen ha preso in prestito un esempio da un collega presentatore all'evento, Gabriel Geyne, ingegnere applicativo per Sigmasoft Virtual Molding, per mostrare la viscosità più bassa per il silicone, a circa 2,5 piedi. La parte era una rete di bottiglie di vino tessuta di designer, con un materiale sottile che doveva ancora conservare abbastanza forza per contenere una bottiglia senza cadere e romperla.
Il silicone ha una viscosità molto bassa con una dipendenza dalla temperatura limitata e un'eccellente pompabilità, ha affermato.
"La viscosità di LSR è un fattore due di magnitudo inferiore rispetto agli elastomeri organici", ha affermato Franssen. "Questo ti permette di fare il diradamento delle cesoie, quindi è sempre più liquido sotto stress e ha una portata molto alta".
Forte resistenza
A una distanza di circa 3 piedi, gli utensili da cucina possono essere un'applicazione utile per gli elastomeri siliconici, grazie alla sua elevata idrofobicità, ha detto Franssen.
"Questa è una proprietà davvero unica degli elastomeri siliconici, che differenzia anche il prodotto dal resto degli elastomeri organici", ha affermato. "Qui si vede una buona sostituzione dell'acciaio come concorrente funzionale dell'elastomero siliconico, il silicone ha una conformità alimentare, una flessibilità."
Un cuoco può facilmente sbrigare un dolce come una torta senza incollarsi, rendendo il processo molto semplice, ha detto.
"Naturalmente, puoi anche creare materiali idrofili, di cui avresti bisogno per le lenti a contatto, quindi qui puoi beneficiare di due cose", ha detto.
Per il set di compressione a basso tenore di elastomero di silicone, Franssen ha raggiunto una distanza di circa 6 piedi per le guarnizioni dei connettori nelle applicazioni automobilistiche.
"È molto importante, se si considerano i guasti alle macchine sul campo, il 30% di quelli può essere correlato a guasti nell'unità di guida", ha affermato. "Dipende totalmente nel frattempo su questi 2,5 miglia di cavi, questi 220 connettori, oltre a gestire i dispositivi finali."
A causa dell'introduzione di veicoli autonomi, l'ottimizzazione del set di compressione per LSR sembra diversa rispetto al passato, eseguendo il test fino al fallimento piuttosto che testare le specifiche, ha affermato.
Spostandosi a circa 60 piedi, gli elastomeri siliconici rappresentano alcune delle migliori sostanze da utilizzare per le applicazioni di resistenza agli agenti atmosferici, ha affermato Franssen.
Ha mostrato i dati dei campioni di prova in condizioni climatiche accelerate su un test di 28 anni in tempo Florida, tra siliconi, poliuretani e un terpolimero acrilico.
"L'unico materiale in questa tabella che mostra un'eccellente valutazione in termini di tenacità e stabilità, recupero elastomerico e così via da questo test di 28 anni è l'elastomero di silicone", ha affermato.
Le distanze iniziano ad allargarsi a circa 140 piedi, per la massima applicazione di calore con manicotti di protezione termica per i due ugelli dei ripetitori Ariane 5, sotto l'Agenzia spaziale europea. Le maniche sono realizzate con la produzione di guarnizioni usando lo stampaggio a iniezione LSR.
"La gente mi chiede: 'Qual è la resistenza alla temperatura del silicone?' e per quanto ne so, la temperatura più alta che un'applicazione siliconica vede in questo momento è lo scudo termico del razzo di lancio dell'Ariana ", ha detto. "Sta vedendo più di 3.000 ° C, per meno di due minuti, però.
"Non abbiamo mai ricevuto reclami o parti spedite indietro", ha aggiunto.
La flessibilità più bassa della temperatura del silicone si manifesta a circa 240.000 miglia di distanza, come parte della costruzione di stivali da luna usati dagli astronauti. Gli studi hanno confermato che la catena di silicone è "flessibile a -196 ° C, che è la temperatura dell'azoto liquido, e questo è sicuramente un record mondiale di siliconi", ha detto Franssen.
Ma la Luna non è nemmeno la più lontana distanza che gli elastomeri di silicone hanno percorso dal corpo umano, ha detto Franssen. Che si avvicina a circa 140 milioni di miglia di distanza: Marte.
"Non ho ricevuto alcun permesso di parlare di questa applicazione siliconica di Momentive in questo perché è riservata, ma possiamo tranquillamente dire che è probabilmente l'elastomero più lungo che viaggia," ha detto.