Guma silikonowa to sieciowalny elastomer polisiloksanowy, który zachowuje trwałą elastyczność w temperaturach od –60 °C do +250 °C. W zależności od systemu sieciowania wyróżnia się HTV (silikon stały), LSR (silikon ciekły) oraz RTV (sieciowany w temperaturze pokojowej). Lindemann przetwarza wszystkie trzy typy w procesach wytłaczania, wtrysku i kalandrowania, wytwarzając węże, profile i wyroby formowane.
Czym jest guma silikonowa?
Guma silikonowa (ang. silicone rubber, chemicznie poprawnie: elastomer polisiloksanowy) to syntetyczny materiał o nieorganicznym szkielecie Si-O-Si z organicznymi grupami bocznymi, najczęściej metylowymi (–CH₃) lub winylowymi (–CH=CH₂). Określenie „kauczuk” odnosi się do gumowego, elastycznego zachowania materiału po sieciowaniu – a nie do chemicznego pokrewieństwa z kauczukiem naturalnym.
Sieciowanie przebiega przy użyciu nadtlenków, kompleksów platyny lub katalizatorów cynowych. Dopiero po sieciowaniu guma silikonowa uzyskuje swoje charakterystyczne właściwości: wysoką odporność termiczną, elastyczność znacznie poniżej punktu zamarzania, odporność na UV i ozon oraz obojętność chemiczną wobec większości kwasów i zasad.
Typy gumy silikonowej w skrócie
Lindemann przetwarza trzy główne klasy gumy silikonowej, różniące się postacią dostawy, technologią przetwórstwa i właściwościami:
| Typ | Postać dostawy | Przetwórstwo | Zastosowanie |
|---|---|---|---|
| HTV (High Temperature Vulcanizing) | silikon stały (masa do ugniatania) | wytłaczanie, prasowanie, kalandrowanie w 150–200 °C | węże, profile, uszczelki w produkcji seryjnej |
| LSR (Liquid Silicone Rubber) | 2-składnikowy, ciekły | wtrysk w 180 °C w podgrzewanym narzędziu | mikroelementy formowane, komponenty medyczne, złożone geometrie |
| RTV-1 | 1-składnikowy w kartuszu | sieciowanie z wilgocią powietrza w temperaturze pokojowej | masy uszczelniające, klejenie, naprawy |
| RTV-2 | 2-składnikowy, ciekły | sieciowanie po zmieszaniu w temperaturze pokojowej | formy odlewnicze, prototypy, zalewanie elektroniki |
Właściwości gumy silikonowej
Najważniejsze właściwości fizyczne i chemiczne czynią gumę silikonową jednym z najbardziej wszechstronnych elastomerów stosowanych w przemyśle:
- Zakres temperatur: trwale –60 °C do +250 °C, krótkotrwale do +350 °C
- Twardość: Shore A 10 do Shore A 90, w zależności od receptury
- Wytrzymałość na rozdarcie: 5 do 12 N/mm² w standardowym VMQ, do 15 N/mm² w wersjach wzmocnionych
- Wydłużenie przy zerwaniu: 200 do 800 %
- Odkształcenie trwałe po ściskaniu: typowo 10–25 % po 22 h w 175 °C
- Izolacja elektryczna: wytrzymałość dielektryczna > 20 kV/mm
- Odporność na warunki atmosferyczne: stabilność UV, ozonowa i starzeniowa przez dziesięciolecia
- Dopuszczenia do żywności i medycyny: zgodnie z BfR XV, FDA 21 CFR 177.2600, USP Class VI
Przetwórstwo na skalę przemysłową
Lindemann wytwarza wyroby z gumy silikonowej w trzech głównych technologiach: wytłaczanie do węży i profili o nieograniczonej długości (grubości ścianek od 0,5 do 25 mm, średnice do 200 mm), wtrysk do skomplikowanych wyrobów formowanych z LSR z tolerancjami od ±0,05 mm oraz compoundowanie do indywidualnych mieszanek materiałowych o zdefiniowanych właściwościach, takich jak przewodność elektryczna, niepalność czy podwyższona stabilność termiczna.
Sieciowanie zachodzi w ciągłych tunelach gorącego powietrza (proces HAV) w temperaturze 250–350 °C lub w narzędziu w 180 °C (wtrysk LSR). Następnie przeprowadza się 4-godzinne dotwardzanie w temperaturze 200 °C w celu pełnego usieciowania i usunięcia części lotnych.
Obszary zastosowań gumy silikonowej
Dzięki wszechstronności materiałowej guma silikonowa znajduje zastosowanie praktycznie we wszystkich gałęziach przemysłu:
- Przemysł spożywczy: węże do rozlewania napojów, połączenia browarnicze, uszczelki do instalacji CIP/SIP
- Technika medyczna: węże drenażowe i infuzyjne, membrany, komponenty implantów
- Przemysł farmaceutyczny: sterylne węże, węże do pomp perystaltycznych, uszczelki do pomieszczeń czystych
- Motoryzacja: uszczelki komory silnika, węże turbosprężarek, połączenia układu chłodzenia
- Elektrotechnika: izolacje kabli, uszczelki wtyczek, dyfuzory LED
- Budownictwo: uszczelki przeciwpożarowe, oszklenia, fugi sanitarne
Najczęściej zadawane pytania
Guma silikonowa to fachowo precyzyjne określenie dla zwulkanizowanych elastomerów silikonowych. W języku potocznym używa się często samego słowa „silikon” – chemicznie oba pojęcia są tożsame. Niesieciowany silikon to lepkopłynna masa polisiloksanowa, dopiero sieciowanie daje elastyczny produkt końcowy.
Guma silikonowa jest trwała (żywotność 20+ lat), obojętna i nie uwalnia szkodliwych substancji do środowiska. Krzem, materiał wyjściowy, jest po tlenie drugim najczęściej występującym pierwiastkiem na Ziemi. Podczas utylizacji silikon rozkłada się do dwutlenku krzemu (piasku), CO₂ i wody. Produkcja jest jednak energochłonna – koncepcje recyklingu silikonu są obecnie rozwijane.
Guma silikonowa standardowo wytwarzana jest w zakresie Shore A 30 do Shore A 80. Do bardzo miękkich zastosowań możliwe są twardości Shore A 10–20, do szczególnie twardych elementów technicznych do Shore A 90. Lindemann wytwarza na życzenie klienta wszystkie twardości w podanym zakresie.
Przy prawidłowym doborze guma silikonowa osiąga żywotność 20 do 30 lat. W przeciwieństwie do klasycznych materiałów gumowych nie występuje starzenie pod wpływem UV ani ozonu. Żywotność mechaniczna zależy od temperatury, obciążenia i środowiska chemicznego – w standardowych zastosowaniach możliwe jest 100 000 do 1 mln cykli obciążenia.
Standardowa guma silikonowa kosztuje 8–15 €/kg, mieszanki o podwyższonej odporności termicznej 15–25 €/kg, medyczne jakości LSR 25–60 €/kg. Compoundy specjalne (przewodzące elektrycznie, niepalne) sięgają 100 €/kg. Lindemann podaje na zapytanie ceny jednostkowe na podstawie materiału, geometrii i wielkości partii.
Specjalnie certyfikowane jakości gumy silikonowej spełniają wymagania bezpośredniego kontaktu z żywnością zgodnie z BfR XV, FDA 21 CFR 177.2600 oraz rozporządzeniem (UE) 10/2011. Lindemann dostarcza węże i uszczelki spożywcze z pełną deklaracją zgodności i badaniem migracji.
Doradztwo i zapytanie ofertowe
Lindemann Silikon GmbH od 30 lat wytwarza wyroby z gumy silikonowej do wymagających zastosowań przemysłowych. Doradzamy w doborze materiału, dostarczamy karty techniczne i deklaracje zgodności. Złóż niezobowiązujące zapytanie.