26 września 2021


Elastomery silikonowe są materiałami o unikalnych własnościach użytkowych (m.in. odporność termiczna czy obojętność fizjologiczna). Na rynku znane są jako silikony stałe i ciekłe. Znajdują zastosowania w technice, medycynie oraz w wyrobach codziennego użytku. Innym ich atutem w porównaniu do kauczuków wulkanizowanych jest stosunkowo łatwe i ekonomiczne przetwórstwo metodą wtrysku oraz prasowania (dot. silikonów stałych), mimo że technologia wtrysku często wymaga zwiększonych nakładów finansowych i stawia wysokie wymagania technologiczne. Podobnie jak inne elastomery, silikony (zwłaszcza ciekłe) wykazują dużą adhezję powierzchniową, co pozwala na rozszerzenie zastosowań o techniki obtrysku zaprasek metalowych oraz wtrysku wielokomponentowego.

Andrzej Zwierzyński

Podstawowym pierwiastkiem w chemii silikonów jest krzem (Si). Naturalnie występuje jako dwutlenek krzemu SiO2 (znany jako kwarc lub krzemionka) i stanowi ok. 25,8% całkowitej masy skorupy ziemskiej. Technologia oparta na bazie krzemu miała swoje początki już w czasach starożytnych (około 3500 lat temu ludzie umieli już zamieniać piasek w szkło). W 1904 r. angielski chemik Frederich Kipping nadał materiałowi nazwę „silikon”.

sylikony

Początkowo silikony zostały uznane za nieprzydatne i dopiero po przeprowadzeniu dokładniejszych badań zostały właściwie ocenione. Produkcję przemysłową elastomerów silikonowych uruchomiono pod koniec lat 40-tych. W 1969 r. Neil Armstrong użył butów z silikonowymi podeszwami podczas pierwszego spaceru po księżycu. Z kolei w roku 1970 opracowano ciekły kauczuk silikonowy. Ważną rolę odegrały silikony w latach 80-tych w rozwoju technologii mikroprocesorowych, chroniąc produkty przed przegrzaniem.
Na początku lat 90-tych powstały pierwsze soczewki kontaktowe wykonane z hydrożelu silikonowego.
Silikony od wielu lat cieszą się dużym zainteresowaniem na rynku. Wynika to z ich unikalnych własności użytkowych, pozwalających na skuteczne zastępowanie kauczuków wulkanizowanych w zastosowaniach technicznych, medycynie, a także w wyrobach codziennego użytku.
Oba rodzaje silikonów można przetwarzać metodą wtrysku. Silikony stałe HTV (High Trmperature Vulcanizing), określane też HCR (High Consistency Rubber), przetwarza się częściej poprzez prasowanie, ale możliwy jest też tradycyjny wtrysk, jak kauczuków wulkanizowanych. Natomiast wtrysk ciekłych silikonów LSR (Liquid Silicone Rubber) wymaga specjalnego wyposażenia wtryskarek i dodatkowych peryferiów. Stawia też wysokie wymagania technologiczne oraz wymusza dodatkowe nakłady finansowe, dlatego jest opłacalna dopiero przy długich seriach. Technologia wtrysku ciekłych silikonów jest też nazywana LIM (Liquid Injection Molding Elastomer).
Podobnie jak inne elastomery, silikony (zwłaszcza ciekłe) wykazują dużą adhezję powierzchniową, a zatem zdolność łączenia z innymi materiałami (metalami, termoplastami), co pozwala rozszerzyć zastosowania o techniki obtrysku zaprasek metalowych oraz wtrysk wielokomponentowy.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu październik 10 (157) 2020