Рынок эластомеров богат производными, которые органолептически похожи друг на друга. В этом множестве полимеров особое место занимают силикон и резина. Их в основном и сравнивают между собой. Так чем силикон отличается от резины, на какие показатели при сравнении обращают внимание? В этой статье мы ответим на все вопросы.
Что такое силикон
Силикон – синтетическое соединение с чередующимися цепочками атомов кремния и кислорода в сочетании с углеродом, водородом и другими элементами. Однако в силиконовой смеси для промышленного применения помимо неорганического каучука в состав добавляются усилители прочности, пластификаторы и вулканизаторы для придания свойств эластичности и вязкости.
Дополнительная информация. Путем гидролиза диметилдихлорсилана производится полидиметилсилоксан, который является материалом на основе силикона для выпуска широкого спектра продукции – от косметики до промышленной смазки.
Чем силикон отличается от резины
По физико-техническим характеристикам разница между полимерами заключается в том, что силикон более устойчив к воздействию температур, химических составов, микрофлоры, ультрафиолетового излучения. Это объясняется атомарной структурой веществ. В основе силикона – кремнийкислородные связи, в основе резины – углерод-углеродные.
Что такое резина
Получение резины происходит путем вулканизации натуральных или синтетических каучуков, т.е. резина – это вулканизированный органический эластомер, деформируемый под нагрузкой и способный восстанавливать форму. С ростом частоты вулканизационных связей (степени структурирования) растут показатели твердости, упругости, но до тех пор, пока расстояние между сшивками становится ничтожным, в результате чего происходит разрыв связей и снижается прочность материала.
Для обеспечения оптимальной степени структурированности в состав вещества вводятся вулканизующие добавки. Чтобы свойства резины отвечали условиям эксплуатации при заданном уровне физико-химических показателей, применяются ингредиенты (стабилизаторы, наполнители, технический углерод и пр.).
Справочная информация. Резиновые изделия производятся из каучука и компонентов, дозированных со строгим соблюдением рецептуры. При смешивании происходят структурные изменения под воздействием механических напряжений. Т.о., резина получается непосредственно при изготовлении изделий.
Опытным путем выявлены следующие минусы резины:
- Слабая теплостойкость;
- Плохая устойчивость к воздействию низких температур;
- Быстрое старение, малая нагревостойкость;
- Наличие в составе серы вызывает коррозию с сопряженными металлами;
- Плохую устойчивость материал демонстрирует под воздействием, озона, сильных кислот, масляных эфиров и многих углеводородов.
Преимущества силикона (силоксана)
Силоксан – высокотехнологичный материал. С момента появления на рынке в 1944 году и до настоящего времени силиконовый каучук приобрел фантастическую популярность и все больше востребован в повседневной жизни. Почему?
- Идеальная гладкая поверхность. Материал сохраняет структуру поверхности при интенсивных нагрузках, о чем свидетельствует отсутствие микротрещин.
- Соответствие гигиеническим нормам. Факт образования вредоносных микроорганизмов маловероятен.
- Термостойкость. Свойства силоксанов остаются неизменными вне зависимости от сезона и условий окружающей среды в диапазоне температур от -110°C до +300°C (специальные типы) и от -50°C до +250°C (обычные типы).
- Ветроустойчивость. Силикон за счет своей атомарной структуры способен выдержать критически сильный ветер и сейсмическую нагрузку в определенных диапазонах. Материал сохраняет эксплуатационные свойства при небольших повреждениях.
- Долговечность. Срок службы – 20 лет.
- Эластичность. Силоксаны в процессе эксплуатации сохраняют гибкость, мягкость и податливость.
- Временной интервал замены изделий из силикона заметно выше, чем у аналогов, изготовленных из других эластомеров.
- Поглощение ударных механических воздействий и вибрации без критического изменения свойств. Шланги, прокладки, патрубки и пр. способны функционировать долгое время без нарушения качества производственных и технологических процессов.
- Инертность к химическим составам.
- Материал характеризуется низкой тепло- и звукопроводностью, водо-, газонепроницаемостью, малой сжимаемостью/сминаемостью.
- Силоксаны превосходные диэлектрики, чьи свойства сравнимы с полупроводниками.
- Нейтральный вкус, запах, экологическая чистота. Отсутствие токсических выделений при горении. Прозрачность.
- Возможность придания изделию оттенка из любого диапазона цветового спектра путем добавления пигментов.
- Длительный срок хранения. Силиконовые изделия можно отправить на складское хранение без соблюдения особых мер предосторожности. Стоит отметить, что в прохладном сухом месте они будут храниться несравнимо дольше.
- Изделия из силикона подлежат вторичной переработке. Из них получают гидрофобизирующую добавку к битуму, присадку к цементу, мульчу.
Области применения
- Автопром. Элементы из полимера присутствуют в световой оптике, подушках безопасности, свечах зажигания. Из силикона также изготавливают смазку, тормозную жидкость и другую продукцию.
- Оборонная промышленность. Производство взрывчатых веществ.
- Машиностроение. Изготовление покрытия для погружных валов линий горячего оцинкования.
- Строительство. Требования к качеству строительных работ и материалов постоянно дополняются. При электромонтаже необходимы уплотнительные шнуры и жидкие силиконовые составы. При установке моек, ванн, варочных панелей используются профиля из силикона. Санитарным герметиком обрабатываются швы раковин и унитазов. Кровельный силикон применяется при работах с металлочерепицей и шифером.
- Транспортировка углеводородов. Внутренние стенки нефтепроводов покрывают фторсиликоновым слоем во избежание активации коррозионных процессов.
- Аграрный сектор, пищепром. Для фермерских подворий производятся доильные патрубки, технические прокладки, подложки для КРС. Ни одно пищевое производство не обойдется без магистралей подачи продуктов жидкой консистенции, без форм для выпечки, пищевых шлангов, насадок.
- Сфера ЖКХ. Силиконовые детали и узлы используются в системах водоочистки, в водопроводных, канализационных и гидроуровневых конструкциях.
- Медицина. Для учреждений здравоохранения производятся медицинские шланги, магистрали подачи лекарственных препаратов, шунты, катетеры, системы переливания крови, самоклеющиеся накладки от ожогов, контактные линзы, глазные хрусталики.
- Лакокрасочная промышленность. В отрасли применяют силиконовые противовспениватели и полироли.
- Быт. У каждой хозяйки в доме под рукой есть силиконовый черпак, антипригарные коврики, кисточки для смазывания форм. В любой детской комнате найдутся мячи, игрушки, соски, куклы, конструкторы и наборы для лепки.
- Парфюмерия. Кремнийорганические жидкости входят в состав лосьонов, муссов, кремов, помад.
Для максимально эффективного применения в готовые составы эмульсий, клеевых соединений и антифризов добавляют пеногасители на основе силиконовых производных.
Сравнение силикона и резины по ключевым параметрам
Отличия силикона и резины показаны в таблице.
|
Параметры |
Резина |
Силикон |
|
Min t экспл. |
-50/-60°C |
-50°C |
|
Max t экспл. |
+140°C |
+300°C с доступом воздуха |
|
Твердость по Шору, А |
30-95 |
30-90 |
|
Прочность при растяжении |
15-39 МПа |
4-12 МПа |
|
Сопротивление раздиру, кН/м |
20-170 |
10-45 |
|
Эластичность по отскоку, % |
35-75 при 20°C |
20-50 |
|
Эластичность по отскоку, % |
40-82 при 100°C |
25-50 |
|
Плотность, г/см3 |
0,91 |
1,85 |
Как отличить силикон от резины
Есть несколько способов, которые дадут четкий ответ на вопрос как отличить резину от силикона. Отличать можно по горению, запаху, твердости. У горящего силикона пламя насыщенного белого цвета, дым белый, осадок после сгорания – тоже белый. Резина при воздействии пламени начинает плавиться, выделяя черный дым и едкий запах гари. Силиконовый полимер податливый – легко растягивается. Чтобы растянуть жесткую резину понадобятся значительные мускульные усилия. В морозильной камере резина начинает затвердевать, а структура силикона не изменяется.
Вместо заключения или почему силикон предпочтительнее резины во многих областях
Так, силикон или резина? Силикон подвержен старению в закрытых системах без доступа воздуха или в закрытых средах с перегретой водой и паром. В остальном силиконовые эластомеры превосходят резину по всем показателям кроме стоимости. Таким образом, выбор определяется особенностями эксплуатации. При прочих равных условиях силикон однозначно предпочтительнее.
