Silicone e l'epossidico sono composti interessanti. Presentano caratteristiche piuttosto simili ma sono piuttosto diversi. Entrambi i composti sono classificati come polimeri termoindurenti. Termoindurenti sono composti la cui struttura molecolare non può essere invertita dopo essere stati induriti. Questo articolo esplora questo concetto e altro ancora per mettere in evidenza il confronto tra silicone ed epossidico.
Introduzione ai polimeri termoindurenti
In genere, esistono tre tipi di polimeri;
- Elastomeri – si tratta di polimeri che possono deformarsi notevolmente quando vengono allungati senza rompersi. Inoltre, hanno un'elevata tolleranza al calore. Tutte le gomme sono tipi di elastomeri.
- Materie plastiche termoindurenti o termoplastiche – Questi polimeri bruciano ma non si sciolgono facilmente se esposti ad alte temperature. Sono anche fragili e hanno un'elasticità limitata.
- Polimeri termoindurenti – Questi tipi di polimeri vengono polimerizzati tramite calore o speciali sistemi di vulcanizzazione. Sono di natura amorfa.
I polimeri termoindurenti sono realizzati indurendo un liquido viscoso in presenza di calore e additivi per formare un composto rigido ma flessibile. Questo processo di polimerizzazione è irreversibile a meno che non vengano applicati meccanismi speciali.
Il materiale di partenza nel processo di polimerizzazione dei termoindurenti epossidici è noto come resina, un tipo di composto prepolimerico con determinate proprietà. L'epossidico è un ottimo esempio di termoindurente realizzato da una resina prepolimerica.
D'altro canto, il silicone è tecnicamente classificato come un elastomero. Inoltre, alcune delle sue proprietà lo rendono anche un termoindurente. Ciò è visibile in alcune forme del composto, come discuteremo più avanti.
La maggior parte dei termoindurenti sono copolimeri. Ciò significa che hanno un monomero di base che agisce come reagente e un comonomero secondario che aiuta la formazione dei legami incrociati tra o tra i monomeri. Questi legami incrociati sono ciò che conferisce al polimero le sue proprietà. Se tutto questo ti confonde, continua a leggere e capirai meglio questi composti.
Panoramica di epossidici e siliconi
Epossidici e siliconi sono alcuni dei polimeri termoindurenti più comuni. Definiamoli ed esploriamo la loro sintesi. Ciò ci aiuterà a creare una base per il confronto delle proprietà e delle caratteristiche dei due composti.
Epossidica: che cos'è l'epossidica?
L'epossidico è un composto classificato come resina sintetica, prodotto da due prodotti petrolchimici di base, ovvero Epicloridrina e Bisfenolo-A. Due parole che risaltano qui sono sintetico e resina. La prima significa che è prodotto artificialmente e la seconda significa che è una miscela o soluzione di composti organici.
Le resine possono anche essere ottenute dalle piante. Ad esempio, l'ambra è una comune resina vegetale che si trova in alcune piante. Questo tipo di resina è utilizzata per le sue qualità di fragranza. Questo dovrebbe dirti che una resina di per sé ha proprietà limitate. Lo è finché altri additivi come un indurente non le danno proprietà come la resistenza.
I due prodotti petrolchimici utilizzati per produrre la resina sintetica, l'epicloridrina e il bisfenolo-A, sono ottenuti dal petrolio greggio. Detto questo, potrebbero avere implicazioni negative sulla vita umana. Inoltre, ci sono stati preoccupazioni per la salute e la sicurezza sul bisfenolo-A.
L'epicloridrina è il composto di base nella resina epossidica. Questo prodotto petrolchimico è ricavato dal propilene, un idrocarburo comune presente nel petrolio. Il propilene è anche utilizzato per produrre alcuni tipi di gomme sintetiche.
Il bisfenolo-A o BPA in breve, è l'idrocarburo secondario nella resina epossidica. Questo prodotto petrolchimico è prodotto dalla reazione di fenolo e acetone.
Quando questi due idrocarburi vengono combinati, formano una sostanza fluida con una bassa viscosità (la portata è bassa). Inoltre, la sostanza non ha diverse proprietà in questa fase. Questo perché non ha subito la polimerizzazione, facilitata da un indurente. Questi indurenti avviano la reazione che trasforma la resina in un adesivo o materiale di rivestimento.
Silicone: Che cos'è il silicone?
Il nome scientifico del silicone è polisilossano. Questo nome implica che il silicone è un polimero fatto da molecole di silossano.
Il silicone è uno degli elastomeri sintetici più comuni sul mercato. Le sue eccellenti proprietà di resistenza al calore e resistenza lo hanno posizionato al timone di quasi ogni linea di produzione. Tuttavia, ciò che lo rende così speciale non sono le sue proprietà, ma la sua reperibilità.
Vedete, il silicio, l'elemento primario nel composto silossanico, è quasi inesauribile nel mondo. Questo perché questo elemento si trova in quasi tutti i tipi di rocce. L'unica limitazione della disponibilità del silicone è la capacità di estrarre il silicio da queste rocce.
Tuttavia, il silicone non è fatto solo di silicio. I monomeri, i silossani, sono composti da atomi di ossigeno e idrogeno. Vale la pena notare che l'assenza di atomi di carbonio in questa struttura molecolare rende il silicone un polimero inorganico. Il lato positivo è che il silicone finisce per avere un'elevata stabilità termica, ignifugazione e flessibilità a bassa temperatura.
Il silicone viene utilizzato in condizioni difficili poiché può sopportare fattori di stress quali elementi corrosivi, calore elevato e resistenza alla trazione. Inoltre, ci sono gradi speciali di silicone che possono gestire ambienti più difficili.
Epossidico vs Silicone: Sintesi dei materiali
La sintesi di stampi in silicone ed epossidico è molto diversa. Questo perché il prodotto finale ha proprietà distinte e anche i suoi usi sono diversi. Tuttavia, entrambi subiscono la polimerizzazione di un monomero di base con l'aggiunta di determinati agenti per promuovere la polimerizzazione e la reticolazione. Esploriamo di più su come vengono realizzati questi termoindurenti.
Come viene prodotta l'epossidica
L'epossidica viene realizzata industrialmente o in piccole porzioni tramite metodi fai da te. Per il fai da te (do it yourself), il produttore acquista la resina e l'indurente separatamente, li mescola insieme e lascia che la soluzione si indurisca e formi un termoindurente duro. In questo approccio, possono anche aggiungere del colorante per cambiare il colore da trasparente al colore di loro scelta.
L'approccio industriale è fondamentalmente orientato a creare queste resine dai prodotti chimici di base. Poiché l'epossidica polimerizza rapidamente e la reazione è irreversibile, si esercita molta cautela. In particolare, assicurano che la resina e l'indurente non siano in contatto prima del processo di polimerizzazione.
Composti che formano l'epossidico
Quando definiamo l'epossidico, abbiamo affermato che è fatto da monomeri di resina, indurenti e agenti secondari che avviano e accelerano il processo di polimerizzazione/indurimento. Infatti, il termine epossidico è usato per descrivere il composto indurito.
- Monomero di resina. Tecnicamente, l'epicloridrina e il BPA non sono monomeri nel senso proprio del termine. Tuttavia, nel contesto della sintesi di resina epossidica, che è una reazione di polimerizzazione, i due possono essere definiti monomeri.
- Indurente. Il processo di polimerizzazione della resina epossidica è facilitato da diversi tipi di indurenti, i più comuni dei quali sono poliammidi, ammine e anidridi. La scelta dell'indurente da utilizzare dipenderà da diversi fattori, come il periodo di polimerizzazione, le condizioni circostanti e la natura del progetto.
- AcceleratoreUn acceleratore fa esattamente ciò che suggerisce il suo nome: accelera il processo di polimerizzazione della resina epossidica.
I composti utilizzati per realizzare l'epossidica possono variare a seconda di diversi fattori. Nella maggior parte dei casi, sono dettati dal produttore, che considera altri fattori come il prezzo, l'uso previsto e altre considerazioni importanti.
Come viene prodotto il silicone
Il silicone è prodotto principalmente dalla polimerizzazione di monomeri silossanici. Questi monomeri sono ottenuti dall'idrolisi di cloruri di silicio. L'idrolisi introduce gli atomi di idrogeno e ossigeno nel composto.
Polimerizzazione dei monomeri silossanici
La tecnica di polimerizzazione specifica utilizzata per il silossano è chiamata polimerizzazione ad apertura di anello (ROP). Si tratta di un tipo speciale di polimerizzazione che produce polimeri ad alto peso molecolare. Questo è essenziale ed è ciò che conferisce al silicone eccellenti proprietà come elastomero.
Durante questa reazione, vengono aggiunti additivi come modificatori, reticolanti e riempitivi. Ogni additivo ha una funzione specifica nell'intera reazione. Ad esempio, i riempitivi vengono aggiunti per rinforzare le proprietà del silicone. Ciò significa che nella forma di lattice, la maggior parte delle proprietà del silicone non sono sufficientemente avanzate. I riempitivi come la silice vengono utilizzati per rinforzare queste proprietà.
Epossidico vs Silicone: Proprietà
Un altro modo per confrontare epossidica e silicone è osservarne le proprietà individuali. Confrontarli direttamente non produrrebbe il confronto migliore, poiché i materiali sono realizzati per scopi diversi. Tuttavia, alcune di queste proprietà si sovrappongono.
Proprietà del silicone
Il silicone normale ha diverse proprietà. Per normale intendiamo il grado generale o la variazione del materiale. Questo perché ci sono gradi speciali e questi hanno proprietà piuttosto specifiche. Tutto sommato, le proprietà generali si troveranno in questi gradi speciali, con valori migliori o minori.
Elastico e flessibile
Questo è probabilmente il punto forte di ogni elastomero. Se non altro, la definizione di elastomero è un materiale che ha proprietà elastiche. I test hanno rivelato che la sua regione di elasticità può arrivare fino a 1000%.
L'elasticità del silicone è piuttosto elevata. Ciò significa che il composto può essere allungato fino a quasi tre volte la sua dimensione originale senza mostrare alcun segno di deformazione. Quando si dice che qualcosa è elastico, significa che può allungarsi e tornare alla sua forma o dimensione originale senza perdere alcuna proprietà fisica.
Uno dei motivi per cui il silicone ha un'elevata elasticità e flessibilità è perché la sua struttura molecolare è elicoidale. Ciò significa che la struttura molecolare dei monomeri forma una spirale o una forma elicoidale. Ciò contribuisce a un elevato grado di estensione quando viene applicata una forza di trazione.
L'altra ragione dell'elevata elasticità del silicone è dovuta alle deboli forze intermolecolari dei legami molecolari. Sebbene siano deboli, ciò non significa che il materiale abbia una bassa tensione o resistenza allo strappo.
Elevata resistenza agli oli minerali
Ecco un altro motivo per cui il silicone è molto apprezzato. In genere, il composto è insolubile in quasi tutte le sostanze oleose. Una delle ragioni di questo fenomeno è che gli atomi di carbonio nel composto di silicone ostacolano le proprietà dielettriche dell'olio minerale. Ciò significa che il carbonio peggiora la capacità innata dell'olio di resistere alla carica elettrica.
La resistenza agli oli minerali è essenziale. Rende il silicone un materiale affidabile per la produzione di componenti utilizzati in luoghi in cui questi oli sono in abbondanza. Inoltre, significa che il silicone può avere una durata maggiore, offrendo quindi più valore per te.
Ottima capacità meteorologica
Quando si dice che una sostanza ha un'elevata resistenza agli agenti atmosferici, significa che può sostenere UV e ozono senza diventare obsoleta. È una proprietà presente nella maggior parte dei composti di gomma. Tuttavia, il livello di resistenza varia da un composto all'altro.
Si ritiene che il silicone mostri una capacità eccezionale di resistere alle intemperie poiché è inorganico. In altre parole, i composti organici hanno le migliori proprietà di resistenza alle intemperie.
La resistenza agli agenti atmosferici è una delle proprietà che influenzano la durata di vita di un composto. In questo caso, puoi aspettarti che la durata di vita del silicone sia elevata, a giudicare dalla sua eccellente resistenza agli agenti atmosferici. Infatti, il silicone può durare fino a 20 anni senza mostrare alcun segno di danno fisico.
Elevata stabilità termica
La stabilità termica è definita come la capacità di una sostanza di rimanere invariata quando esposta ad alte temperature. Inoltre, il materiale deve fare ciò mantenendo tutte le sue proprietà meccaniche come resistenza, deformazione permanente a compressione ed elasticità.
Il silicone ha una temperatura di esercizio da 50°C a +250°C. Ciò significa che il silicone può rimanere invariato a temperature estremamente basse e alte. Questa è una proprietà importante poiché rende il silicone piuttosto affidabile in quelle condizioni di calore basso o alto dell'ambiente.
Forza adesiva inferiore rispetto all'epossidico
Per fare un paragone, possiamo confrontare le proprietà adesive del silicone con quelle dell'epossidico. L'adesione è la forza di legame che un certo materiale fornisce tra due superfici. Questa è una descrizione del termine per i profani.
Allo stato liquido, il silicone può essere utilizzato come adesivo. Questo tipo di silicone, altrimenti noto come gomma siliconica liquida (LSR) può essere utilizzato per sigillare, rivestire e altre funzioni adesive. Tende a polimerizzare come l'epossidica ma con un legame più debole. Come tale, è considerato un adesivo più debole della resina epossidica.
Proprietà dell'epossidico
Se hai interagito con l'epossidica, avrai sicuramente notato che è un adesivo eccellente. Se non altro, l'adesione è l'uso primario di questo composto. Per questo motivo, ha proprietà piuttosto specifiche, ma anche alcune che sono correlate al silicone.
Proprietà adesive forti
Nei processi di produzione come l'incollaggio gomma-metallo, uno degli adesivi più comuni utilizzati per legare i substrati è l'epossidico. A condizione che per questo processo siano richieste proprietà adesive di alto livello, l'adozione dell'epossidico indica quanto è forte.
L'epossidica viene anche utilizzata per formare rivestimenti per coprire crepe e aperture indesiderate. In tali applicazioni, sono richieste anche proprietà adesive. Inoltre, non importa il materiale con cui l'epossidica è legata. Questo perché l'epossidica può legarsi a diversi tipi di materiale, indipendentemente dalla sua resistenza, proprietà superficiali o altro.
Basso restringimento
La quantità di dimensione che l'epossidica perde dopo l'indurimento è di circa 1 – 5 % della dimensione originale. Questa è una quantità di perdita trascurabile. Infatti, questa è la perdita di volume più bassa di qualsiasi adesivo polimerico nel settore. Come tale, significa che l'epossidica è generalmente migliore del silicone.
I tassi di restringimento delle resine epossidiche variano a seconda della formulazione specifica. Tuttavia, in genere, la maggior parte delle epossidiche ha un restringimento basso. Ciò che le differenzia è quanto è basso.
Resistenza chimica
Come il silicone, anche l'epossidico ha una grande resistenza alle sostanze chimiche. Ciò significa che può sopportare composti chimici corrosivi come acidi e basi concentrati. Allo stesso modo, questa proprietà è buona perché aumenta la portata delle applicazioni dell'epossidico. In altre parole, proprio come il silicone, l'epossidico può essere utilizzato in condizioni difficili.
Sebbene stiamo confrontando questa proprietà tra due materiali con composizioni molecolari dissimili, puoi attestare che entrambi hanno ciò che serve. La resistenza chimica è davvero importante per i composti che producono componenti per esterni.
Elevata resistenza alla trazione
Nella sua forma indurita, l'epossidico è forte quanto le plastiche di prima qualità. Arriva a resistere alle forze di tensione. In realtà, se non lo facesse, non sarebbe considerato un buon adesivo. Questa forza è abbastanza forte da sostenere lo stress meccanico.
Lunga durata
L'epossidico come adesivo può durare almeno 20 anni senza perdere le sue proprietà adesive. Una durata così lunga è sufficiente per avere ricevuto un servizio adeguato dai substrati incollati. Inoltre, prima che questo periodo scada, avrai eseguito diverse pratiche di manutenzione per mantenere più stretto il legame adesivo.
Per un adesivo industriale come l'epossidico, una lunga durata non è negoziabile. Rende il materiale più affidabile in diverse condizioni. Inoltre, una lunga durata aumenta il valore del materiale, rendendolo più desiderabile per applicazioni commerciali.
Epossidico vs Silicone: Confronto tra somiglianze e differenze
Il silicone e l'epossidico condividono alcune somiglianze. Che si tratti di funzionalità, proprietà o altro, questi composti hanno qualcosa in comune. Allo stesso modo, ci sono differenze che mostrano la linea sottile tra questi materiali. È ciò che li colloca in una categoria separata di composti. Esploriamo alcune di queste somiglianze e differenze.
Similitudini tra epossidica e silicone
Alcune delle somiglianze comuni tra i gradi generali di resina epossidica e silicone includono:
- Entrambi possono essere utilizzati come adesivi. Il silicone nella sua forma liquida è utilizzato come adesivo sigillante. In questa specifica, il silicone è anche noto come colla siliconica. L'epossidico è ampiamente utilizzato nello stesso modo. Questo caso d'uso condiviso è dovuto alle proprietà adesive di entrambi i composti.
- Entrambi hanno un'elevata stabilità termica. Un buon adesivo o sigillante deve avere un'elevata stabilità termica. Questo è dovuto alle condizioni di utilizzo in cui il materiale può essere utilizzato.
- Entrambi non sono tossici nella forma indurita. Mentre i derivati dell'epossidico provengono dal petrolio greggio e dal gas naturale, il prodotto finale è solitamente atossico. Lo stesso vale per il silicone. I materiali atossici sono preferiti perché sono sicuri per l'ambiente e sono più attraenti per le masse.
- Entrambi condividono alcune proprietà. Come hai visto quando abbiamo discusso delle proprietà sia del silicone che dell'epossidico, i due condividono alcune proprietà. Ad esempio, entrambi hanno un'elevata tolleranza alle temperature. La cosa da notare è che i valori e l'estensione di queste proprietà sono piuttosto diversi a causa delle differenze chimiche dei materiali.
Qual è la differenza tra silicone ed epossidico?
Quando si tratta di differenze, puoi aspettartene molte tra silicone ed epossidico. Per prima cosa, i due composti sono a chilometri di distanza in termini di composizione chimica. Questo da solo fa sì che abbiano un bel po' di differenze.
Alcune delle principali differenze tra i due sono:
- Elaborazione. La sintesi o la lavorazione dei due materiali è piuttosto diversa. Per prima cosa, l'epossidica può essere realizzata con metodi fai da te utilizzando pochi ingredienti. Non è lo stesso caso del silicone, che deve essere prodotto da un esperto di gomma per ottenere le proprietà desiderate.
- Resistenza all'ingiallimento. La maggior parte dei termoindurenti subisce un fenomeno chiamato ingiallimento, generalmente causato dalla degradazione. La capacità di resistere a questo fenomeno è nota come resistenza all'ingiallimento, e il silicone svolge un lavoro migliore dell'epossidico.
- Metodi di stagionatura. Quando si tratta di polimerizzazione, il silicone e l'epossidico subiscono tecniche diverse per raggiungere uno stato di polimerizzazione. In particolare, l'epossidico polimerizza tramite una reazione chimica, mentre il silicone polimerizza tramite calore, RTV e altri metodi applicabili.
Epossidico vs silicone: applicazioni
L'ultimo aspetto che possiamo usare per confrontare epoxy vs silicone sono i casi d'uso di entrambi i materiali. Scoprirete che ci sono somiglianze in questo aspetto, così come differenze.
Applicazioni dell'epossidica
L'epossidica viene utilizzata in molti modi, tra cui:
Composto per calafataggio
Il termine calafataggio è usato per descrivere metodi e tecniche usati per impermeabilizzare qualcosa. In quanto tale, un composto per calafataggio è una sostanza usata per coprire buchi, crepe e aperture per rendere impermeabile un tetto o una superficie.
Acrylic Caulk è il tipo più comune di composto epossidico per sigillatura utilizzato per questa applicazione del materiale. Questo composto forma un forte legame con il substrato e copre qualsiasi apertura che potrebbe facilitare le perdite d'acqua. Questo epossidico può aderire a metallo, cemento, plastica, legno o qualsiasi altro tipo di materiale da costruzione.
Laminazione di materiali compositi
I materiali compositi sono sostanze realizzate combinando due composti diversi. Un componente in metallo-gomma è un esempio di composito. L'epossidico è solitamente utilizzato per realizzare materiali compositi grazie alle sue proprietà superficiali. Può essere applicato a metalli o altri materiali e lasciato indurire e formare un composito.
Creazione di oggetti decorativi
Probabilmente ti sei imbattuto in progetti fai da te in resina epossidica su Internet. In caso contrario, esiste una categoria di persone che mescola la resina epossidica con i coloranti per realizzare mobili e tutti i tipi di oggetti decorativi. Questi progetti risultano fantastici, soprattutto quando l'epossidica viene utilizzata per creare un tavolo.
Principali applicazioni dei siliconi
Il silicone ha casi di utilizzo molto specifici. Tuttavia, la maggior parte delle sue applicazioni assomiglia a quelle della maggior parte dei composti di gomma. La differenza principale è che il silicone viene utilizzato in condizioni più difficili poiché le sue proprietà possono resistere a queste condizioni. Alcune di queste applicazioni includono;
Sigillatura delle crepe
Il silicone, proprio come l'epossidico, può essere utilizzato come sigillante. Tuttavia, come abbiamo ripetutamente detto, esiste un tipo speciale di silicone, ovvero LSR, che viene utilizzato per questa applicazione. LSR non è efficace quanto l'epossidico, ma svolge egregiamente il suo compito. Pertanto, ciò giustifica l'uso di sigillanti alternativi ed efficaci.
Produzione di utensili da cucina
C'è un'alta probabilità che tu abbia maneggiato utensili da cucina in silicone. Questi potrebbero includere guanti da forno, che sono piuttosto comuni. Il silicone è usato per realizzare utensili da cucina per la sua tolleranza alle alte temperature. Prodotti in silicone come guanti da forno e teglie possono resistere a temperature elevate per lunghi periodi senza alcun danno.
Attrezzature mediche e alimentari
Il silicone può anche essere formulato in conformità alle linee guida della FDA in modo che possa essere utilizzato per realizzare cibo e apparecchiature mediche. Queste linee guida sono principalmente volte a garantire che il composto sia privo di tossine. Questo è un requisito importante e obbligatorio per qualsiasi materiale utilizzato per realizzare prodotti destinati all'uso umano.
Produzione di guarnizioni, o-ring e guarnizioni
Nei settori automobilistico e aerospaziale, sono molte le guarnizioni, i sigilli e gli o-ring richiesti nella carrozzeria del veicolo. Questi componenti devono possedere forza, resistenza al cedimento permanente, alle sostanze chimiche e durevolezza complessiva. Il silicone è un materiale di scelta per questi componenti poiché ha costantemente dimostrato eccellenti proprietà.
La vernice epossidica aderisce al silicone?
La resina epossidica non si attacca agli articoli in silicone.
Qual è meglio, l'epossidica o la malta?
La malta epossidica è considerata la migliore per le docce.
Conclusione
L'epossidico e il silicone sono composti comuni con proprietà affidabili. Queste caratteristiche li rendono utili in varie applicazioni. Abbiamo visto che, in quanto polimeri termoindurenti, i due composti presentano somiglianze e differenze. Pertanto, se stai prendendo in considerazione uno dei due materiali, queste informazioni ti aiuteranno a prendere una decisione informata.
Ulteriori risorse:
Rivestimento del tetto in silicone contro acrilico – Fonte: LEGENDAY
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