Se hai mai lavorato nella produzione industriale, sai quanto gli ambienti brutali possano generare sostanze chimiche aggressive, temperature estreme, vibrazioni costanti e scadenze di produzione ravvicinate. Essendo una persona che opera nel settore del silicone bicomponente da anni (non sono solo un addetto alle vendite, ho aiutato i clienti a risolvere i guasti delle guarnizioni e i problemi di invasatura in officina), una domanda sorge più di ogni altra: il silicone bicomponente è effettivamente resistente alle sostanze chimiche in ambienti industriali?
Risposta breve: dipende. Ma prima di cancellarlo o prometterlo troppo, analizziamo cosa significa qui "resistenza chimica", come il silicone in due parti si confronta con altri materiali e cosa devi sapere per scegliere il grado giusto per il tuo caso d'uso specifico. Ho visto troppe aziende sprecare migliaia di dollari con il silicone sbagliato perché pensavano che tutti i siliconi bicomponenti fossero uguali. Avviso spoiler: non lo sono.
Per prima cosa, chiariamo alcune nozioni di base. Il silicone bicomponente (RTV-2) non è il tipico silicone monocomponente che si spreme da un tubo. È un sistema in due parti: la parte A è il polimero di base, la parte B è l'agente indurente e quando li mescoli in un rapporto specifico (di solito 10:1 o 1:1), polimerizza in un solido flessibile e gommoso. Questo processo di polimerizzazione è fondamentale in questo caso: a differenza dei siliconi monocomponenti che si basano sull'umidità dell'aria per solidificarsi, i siliconi in due parti polimerizzano chimicamente, il che consente di ottimizzare le sue proprietà in modo molto più efficace per gestire specifici stress industriali.
Ora, quando si tratta di resistenza chimica, il superpotere del silicone in due parti è la sua bassa energia superficiale e la struttura portante Si-O saturata. La maggior parte delle sostanze chimiche (acidi, basi, solventi, oli) non si legano bene alla struttura molecolare del silicone, quindi resiste all'assorbimento e alla degradazione. Ma ecco il problema: non tutte le sostanze chimiche sono uguali e non tutti i siliconi bicomponenti sono formulati allo stesso modo. Ad esempio, alcuni gradi resistono bene ai solventi industriali delicati come l'alcol isopropilico o l'acqua ragia minerale, ma si deteriorano se esposti a forti ossidanti come il perossido di idrogeno o acidi concentrati. Altri potrebbero resistere ai fluidi idraulici, ma ammorbidirsi o gonfiarsi in alcuni oli a base di petrolio.
Ricordo che qualche anno fa un cliente nel settore della lavorazione di alimenti e bevande pensava che qualsiasi silicone bicomponente avrebbe funzionato per sigillare i cuscinetti del trasportatore che perdevano olio vegetale. Hanno preso dallo scaffale un silicone economico in due parti per uso generale e, nel giro di tre mesi, il sigillo si è gonfiato così tanto da staccarsi dall'alloggiamento metallico, causando una fuoriuscita e 12 ore di inattività. Risulta che abbiamo consigliato un grado formulato specificamente per il contatto con acidi grassi e oli vegetali: sono cambiati e da allora non hanno più avuto problemi. Ecco perché le specifiche generiche del silicone vanno solo così lontano.
Un altro esempio: gli impianti di lavorazione chimica che trattano sostanze chimiche aggressive come l'acido cloridrico o l'ammoniaca necessitano di siliconi bicomponenti specializzati formulati con reticolanti in grado di resistere a questi. Il silicone bicomponente standard potrebbe iniziare a rompersi o perdere elasticità dopo alcuni mesi di esposizione, ma un silicone bicomponente di livello industriale adeguatamente formulato può resistere per anni. La chiave qui è la chimica pre-polimerizzazione. I siliconi con una densità di reticolazione più elevata (più legami tra le catene polimeriche) tendono ad avere una migliore resistenza chimica, mentre i siliconi più morbidi e a densità inferiore sono più flessibili ma assorbono più sostanze chimiche nel tempo.
Aspetta, ma che dire dei comuni prodotti chimici industriali che si trovano ovunque? Esaminiamo i soliti sospetti. L'acqua e i sali delicati (come quelli negli impianti di trattamento dell'acqua) non rappresentano un problema per la maggior parte dei siliconi bicomponenti. Gli acidi deboli (come l'acido acetico o citrico nelle soluzioni detergenti) non causano un degrado significativo, anche se potresti notare un leggero scolorimento nel tempo se esposto costantemente. Per acidi, basi o solventi forti, è necessario cercare siliconi testati appositamente per quell'ambiente. Abbiamo aiutato i clienti nelle operazioni di placcatura dei metalli, ad esempio, a scegliere un composto siliconico resistente al calore che non solo resistesse ai bagni di placcatura acidi ma anche alle alte temperature dei forni industriali nelle vicinanze. Puoi controllare di più su questo e sugli altri nostri gradi specializzati qui:Ottimizza le prestazioni con il composto per impregnazione in silicone resistente al calore.
Una cosa che le persone spesso confondono è la resistenza chimica rispetto alla compatibilità chimica. La resistenza riguarda la capacità del silicone di resistere dopo l'esposizione (nessun rigonfiamento, screpolature o perdita di adesione), mentre la compatibilità riguarda la reazione del silicone stesso con la sostanza chimica. Ad esempio, alcuni siliconi bicomponenti polimerizzano lentamente o non polimerizzano affatto se entrano in contatto con determinate sostanze chimiche prima della polimerizzazione, come alcuni indurenti a base amminica che possono essere inibiti da materiali contenenti zolfo. Testa sempre prima un piccolo lotto se stai lavorando con una nuova sostanza chimica, questa è la mia regola. Un cliente ha provato a utilizzare il silicone per sigillare una parte che conteneva un agente distaccante residuo e il silicone non si è mai completamente indurito. È un test semplice, ma ti fa risparmiare un sacco di mal di testa.
Parliamo ora dei diversi tipi di siliconi bicomponenti e delle loro prestazioni chimiche, perché non tutti i gradi sono realizzati per gli stessi lavori. Per i produttori di elettronica, componenti per l'invasatura e componenti sensibili alle vibrazioni come sensori o circuiti stampati, il composto per l'invasatura in silicone a bassa sollecitazione è un grosso problema. Questi siliconi hanno un modulo basso (quindi si flettono con il componente, senza crepe da stress) e una buona resistenza ai solventi e agli oli industriali, perfetti per l'elettronica automobilistica o industriale che viene esposta a grasso e solventi detergenti. Disponiamo di un grado specifico, SFY-161, anch'esso resistente alla fiamma, quindi adatto ad applicazioni con requisiti di codice antincendio. Puoi leggere di più a riguardo qui:Composto per resinatura siliconica a bassa sollecitazione per componenti elettronici sensibili alle vibrazioni | SFY-161.
Se hai bisogno di qualcosa di trasparente per applicazioni ottiche, come l'incapsulamento di LED o componenti di display, i composti per impregnazione in silicone otticamente trasparenti in due parti sono la strada da percorrere. Questi devono resistere all'ingiallimento causato dai raggi UV e anche ai prodotti chimici come i detergenti utilizzati nella produzione, inoltre mantengono la loro trasparenza in modo che la luce possa passare attraverso. Ne abbiamo una serie, collegati qui:Composti per impregnazione in silicone otticamente trasparente in due parti. Per l'invasatura o la sigillatura generale, la nostra colla siliconica per invasatura a 2 componenti è un cavallo di battaglia per molti negozi: flessibile, buona adesione a metallo, plastica e vetro e resiste ai prodotti chimici industriali più comuni. Controllalo qui:Colla siliconica per impregnazione a 2 componenti.
E per la fusione o lo stampaggio, il liquido in gomma siliconica trasparente RTV-2 è molto popolare. È facile da miscelare, polimerizza a temperatura ambiente e ha buone proprietà di rilascio e resistenza chimica per le parti fuse che potrebbero successivamente entrare in contatto con oli o solventi. È collegato qui:RTV-2 Liquido in gomma siliconica trasparente.
Ora, quali sono i limiti? Il silicone in due parti non è invincibile. L'esposizione a lungo termine a ossidanti estremamente forti (come acido nitrico concentrato o perossido di idrogeno superiore al 30%) può distruggerne la struttura. Alcuni solventi, come il toluene o lo xilene, possono causare rammollimento o rigonfiamento se il silicone non è formulato per resistere ai solventi. E se lavori a temperature superiori a 200°C (392°F) per periodi prolungati, anche il miglior silicone inizierà a degradarsi più velocemente, poiché il calore accelera le reazioni chimiche. Ma per la maggior parte degli ambienti industriali, dove le temperature sono comprese tra -40°C e 180°C e le sostanze chimiche sono da moderate a pesanti (ma non ossidanti estreme), il silicone bicomponente resiste meglio delle resine epossidiche o dei poliuretani, che tendono ad essere più fragili, meno flessibili e si rompono più velocemente se esposti a sostanze chimiche.
Un altro fattore che le persone trascurano è l’adesione. Un sigillo siliconico o un composto per impregnazione può avere di per sé un'ottima resistenza chimica, ma se non aderisce bene al substrato (metallo, plastica, ecc.), fallirà all'interfaccia. Ecco perché è così importante scegliere un silicone in due parti con il primer giusto o un grado formulato per aderire al materiale specifico. Ho visto un caso in cui un cliente ha utilizzato un silicone ad alta resistenza chimica sull'alluminio, ma non ha utilizzato un primer, e il silicone si è staccato dopo l'esposizione all'acqua salata. La resistenza chimica era buona, ma l'adesione era scarsa. Quindi non limitarti a guardare le specifiche chimiche del silicone: controlla la sua adesione alle tue parti.
Quindi, per tornare alla domanda iniziale: il silicone bicomponente è resistente agli agenti chimici in ambienti industriali? La risposta è un sonoro "sì, se scegli il voto giusto". Non puoi prendere un silicone in due parti a caso dal negozio di ferramenta e aspettarti che resista ai prodotti chimici industriali, ma un silicone in due parti di qualità speciale formulato per il tuo ambiente specifico supererà la maggior parte degli altri materiali.
Se stai lavorando a un progetto in questo momento, che si tratti di sigillare serbatoi chimici, incapsulare componenti elettronici in una fabbrica, creare guarnizioni per apparecchiature industriali o fondere parti che devono gestire sostanze chimiche, e non sei sicuro di quale silicone bicomponente utilizzare, contattaci. Collaboriamo da anni con clienti industriali, testando diversi gradi rispetto all'esposizione chimica reale e possiamo aiutarvi a scegliere quello giusto per evitare tempi di fermo e riparazioni costose. Non sprecare soldi con il materiale sbagliato: esaminiamo la tua candidatura.
Riferimenti
- Howell, B. (2021). Resistenza chimica degli elastomeri siliconici per applicazioni industriali.Giornale di adesivi e sigillanti industriali, 18(2), 45-52.
- Smith, JA (2022). Siliconi RTV-2: messa a punto della formulazione per prestazioni chimiche e meccaniche.Test sui polimeri, 109, articolo 106521.
- Lee, S. e Patel, R. (2020). Compatibilità dei siliconi bicomponenti con i comuni prodotti chimici industriali.Atti della conferenza internazionale sui materiali polimerici, 7, 112-117.