Los elastómeros y las siliconas son dos materiales versátiles utilizados habitualmente en maquinaria, pero ¿comprende realmente las diferencias clave entre ellos?
Elegir el material inadecuado para su aplicación puede provocar el fallo prematuro de las piezas, tiempos de inactividad imprevistos y costes de mantenimiento desorbitados.
En este artículo, nos adentraremos en las diferencias fundamentales entre elastómeros y siliconas, incluida su composición, propiedades y aplicaciones más adecuadas.
Qué son los elastómeros
Los elastómeros son materiales poliméricos que presentan una elasticidad similar a la del caucho. Pueden estirarse y deformarse bajo tensión, pero recuperan su forma original una vez eliminada la tensión. Esta deformación reversible se debe a la estructura reticulada de las moléculas de elastómero.
El término “elastómero” deriva de “polímero elástico”. Los elastómeros están formados por largas cadenas de polímeros con enlaces cruzados intermoleculares. Estos entrecruzamientos permiten estirar el material a grandes tensiones y devolverlo a sus dimensiones originales cuando se libera la tensión.
Qué son las siliconas
Las siliconas, también conocidas como polisiloxanos, son polímeros sintéticos que contienen un esqueleto repetitivo de siloxano (Si-O) con grupos orgánicos unidos a los átomos de silicio. El esqueleto de siloxano confiere a las siliconas propiedades únicas en comparación con los polímeros a base de carbono.
La silicona más común es el polidimetilsiloxano (PDMS), en el que dos grupos metilo están unidos a cada átomo de silicio. Sin embargo, pueden utilizarse otros grupos orgánicos para modificar las propiedades de las siliconas para aplicaciones específicas.
Diferencia entre elastómeros y siliconas
Composición de la columna vertebral
La principal diferencia entre los elastómeros y las siliconas radica en sus esqueletos poliméricos. Los elastómeros se basan en espinas dorsales de carbono-carbono, similares a otros polímeros orgánicos. En cambio, las siliconas tienen un esqueleto de siloxano (Si-O) con grupos orgánicos unidos a los átomos de silicio.
Resistencia química
Las siliconas suelen ser más resistentes a los productos químicos que los elastómeros. Los enlaces de siloxano (Si-O) de las siliconas son más estables y menos reactivos que los enlaces C-C de los elastómeros cuando se exponen a aceites, disolventes y otros productos químicos agresivos.
Resistencia al calor
Las siliconas ofrecen una resistencia al calor superior a la de la mayoría de elastómeros. El caucho de silicona puede mantener sus propiedades a temperaturas de hasta 300¡ãC (572¡ãF) durante periodos prolongados.
La mayoría de los elastómeros tienen una menor resistencia al calor, con temperaturas máximas de servicio en torno a 150-200¡ãC (302-392¡F).
Resistencia al frío
Las siliconas mantienen su flexibilidad y elasticidad a temperaturas extremadamente bajas, hasta -100¡C (-148¡F) o menos. La columna vertebral de siloxano flexible permite a las moléculas de silicona moverse y doblarse con facilidad, incluso cuando se enfrían.
Los elastómeros tienden a endurecerse y a perder elasticidad a bajas temperaturas debido al menor movimiento de las cadenas poliméricas. La temperatura de transición vítrea (Tg) de los elastómeros varía mucho. Algunos elastómeros, como el caucho de silicona y el caucho de fluorosilicona, tienen valores Tg muy bajos y mantienen la flexibilidad a bajas temperaturas.
Resistencia UV
Las siliconas ofrecen una excelente resistencia a la degradación por UV. Los enlaces de siloxano son estables bajo la exposición a la luz UV, lo que permite que las siliconas conserven sus propiedades a la intemperie durante periodos prolongados.
Muchos elastómeros son susceptibles a la degradación UV a menos que estén formulados específicamente con estabilizadores UV. La luz UV puede romper los enlaces químicos de las moléculas de elastómero, lo que provoca grietas, decoloración y pérdida de propiedades mecánicas con el paso del tiempo.
Durabilidad
Los elastómeros suelen tener mayor resistencia a la tracción, a la abrasión y al desgarro que las siliconas. Esto hace que los elastómeros sean más adecuados para aplicaciones de estanquidad dinámicas y en las que se requiere una gran resistencia mecánica. Las siliconas son preferibles para juntas estáticas y aplicaciones en las que es crucial la resistencia a temperaturas extremas o a productos químicos.
Set de compresión
Las siliconas suelen tener valores de compresión más bajos que los elastómeros, lo que significa que se recuperan mejor y conservan su forma original tras una compresión prolongada. Esta propiedad hace que las siliconas sean ideales para aplicaciones de sellado en las que se aplican tensiones a largo plazo. Los elastómeros pueden sufrir una mayor deformación permanente en condiciones similares.
Coste
Los elastómeros suelen ser menos caros que las siliconas. Las materias primas y los costes de transformación de los elastómeros son más bajos, lo que los convierte en una opción más rentable para muchas aplicaciones. Las siliconas tienen un coste más elevado debido a las materias primas más caras y a los procesos de fabricación especializados que requieren.
Reciclabilidad
Los elastómeros son más fácilmente reciclables que las siliconas. Muchos elastómeros, como el caucho natural y los elastómeros termoplásticos (TPE), pueden reprocesarse y reutilizarse. Las siliconas, en cambio, son polímeros termoestables difíciles de reciclar debido a su estructura reticulada. El reciclaje de las siliconas suele implicar su transformación en productos de menor valor.
Aplicaciones
Los elastómeros se utilizan ampliamente en neumáticos, cintas transportadoras, mangueras, sellos, juntas y componentes de absorción de impactos. Son los preferidos para aplicaciones que requieren alta resistencia mecánica, resistencia a la abrasión y sellado dinámico.
Las siliconas se utilizan habitualmente en dispositivos médicos, equipos de procesamiento de alimentos, aislamiento eléctrico, selladores, adhesivos y aplicaciones de alta temperatura. Destacan en ámbitos en los que son esenciales la biocompatibilidad, la inercia química, la gran estabilidad térmica y la resistencia a la intemperie.
