Las emulsiones de silicona y sus aplicaciones

Las siliconas son compuestos sintéticos, cuya base estructural es el elemento químico silicio. La cadena de silicona alterna átomos de silicio y de oxígeno. Cada silicona tiene dos grupos unidos a la misma y éstos pueden ser grupos orgánicos. Los enlaces entre un átomo de silicio y los dos átomos de oxígeno unidos, son altamente flexibles.

Al unirse la unidad básica a otras unidades básicas, forma moléculas complejas lineales con ramificaciones y los radicales (R) que se unen al silicio son de variada índole. El numero de unidades puede llegar a moléculas gigantes de 1000 o más unidades entre sí por puentes de oxigeno variando así sus propiedades físicas en cuanto a su viscosidad, dureza y resistencia.

Podemos clasificar a las siliconas en relación a la longitud de sus moléculas lo que determinará en gran parte su estado físico.

Todas ellas tienen gran estabilidad química y físicas a temperaturas extremas entre –40° y 400° C de ahí sus usos en la industria. Son perfectos dieléctricos en el mismo rango de temperaturas antedichas y poseen gran resistencia a desnaturalizarse con ácidos y álcalis. Tienen propiedades hidrófobas por lo que son utilizados como impermeabilizante de primera línea.

Las siliconas se usan para variadas aplicaciones. Pueden ser elastómeros y aceites lubricantes. En las naves espaciales, se utilizan para las piezas resistentes al calor, las siliconas son usadas adhesivos, lubricantes, elastómeros, hules, aditivos antiespumantes, emulsiones, etc.

Las emulsiones están hechas con aceite de silicona y generalmente son solubles con el agua. Tienen buena estabilidad y resistencia a condiciones extremas, además de tener un largo período de vida de almacenamiento. Puede ser aplicada por vaporización, inmersión, a brocha o por frotación a los moldes.

Sus aplicaciones generales son: lubricantes, abrillantadores, limpiadores, suavizante, textil, pulidores etc.

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El Siloxirano como protector anticorrosivo

El entrecruzar un polímero orgánico con uno inorgánico ofrece posibilidades muy interesantes.
Una estructura inorgánica que por sus características se ha investigado es el óxido de silicio, ya que es muy resistente a la corrosión y tiene muy buena capacidad de resistir a altas temperatuas.
De esta forma el grupo inorgánico Si-O2 se ligó a un oxirano aromático llamado Siloxirano® como vemos en la siguiente figura:

Para darle flexibilidad al polímero, la estructura del silicon se hizo cíclica, y para dar una alta densidad de entrecruzamiento las puntas se hicieron penta funcionales. Esta estructura final es homo-polimerizada con el uso de un catalizador, produciendo una estructura tridimensional altamente entrecruzada como se ve en la figura siguiente:

La siguiente figura compara la densidad de entrecruzamiento del Siloxirano con un vinilester epóxico.

Como se puede apreciar el entrecruzamiento del Siloxirano es mucho mas alta que la de los epóxicos. Esto hace que el Siloxirano sea resistente al 98% de todos los ácidos corrosivos, álcalis, solventes, gases y materiales a diferentes temperaturas.

Advanced Polymer Coatings ha realizado más de 5,000 pruebas físicas y químicas para certificar su capacidad anticorrosiva.

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El gel de sílice es una forma granular y porosa de dióxido de silicio hecho a partir de silicato sódico. A pesar de su nombre es un gel sólido y duro.

Su gran porosidad de alrededor de 800 m²/g, le convierte en un absorbente de agua, por este motivo se utiliza para reducir la humedad en espacios cerrados; normalmente hasta un cuarenta porciento. Es un producto que se puede regenerar una vez saturado, si se somete a una temperatura de entre 120-180 Cº. Calentándolo desprenderá la humedad que haya absorbido por lo que puede reutilizarse una y otra vez sin que ello afecte a la capacidad de absorción, ésta solo se verá afectada por los contaminantes que posea el fluido absorbido.

El gel de sílice, también conocido como Silicagel, es un producto absorbente, catalogado como el de mayor capacidad de absorción de los que se conocen actualmente.

Es una sustancia química de aspecto cristalino, porosa, inerte, no tóxica e inodora, de fórmula química molecular SiO2 nH2 O, insoluble en agua ni en cualquier otro solvente, químicamente estable, sólo reacciona con el ácido fluorhídrico y el álcali.

Bajo diferentes métodos de fabricación, se consiguen diferentes tipos de gel de sílice con diversas estructuras del poro, pudiendo llegar algunos a absorber hasta un 40% de su propio peso en agua.

Gracias a su composición química única y a su estructura física, el gel de sílice posee unas características incomparables con otros materiales similares, por ejemplo la alta absorción, funcionamiento termal estable, característica física estable, fuerza mecánica relativamente alta, etc...

Según el diámetro del poro se categoriza el gel de sílice como de poro fino o macro poroso, cada uno de ellos con una capacidad diferente de absorción en función de la humedad relativa, por lo que la elección del tipo debe ajustarse según las condiciones de utilización.

El gel de sílice también puede diferenciar la adsorción de diferentes moléculas actuando como un absorbente selectivo.

Principales aplicaciones:

Sequedad estática

- Embalajes a prueba de humedad (materiales electrónicos y fotosensibles)
- Aplicaciones de instrumental de precisión y eléctrico
- Comestibles
- Medicinas
- Armas
- Zapatos y ropa
- Productos de cuero
- Deshumidificación de armarios o espacios cerrados
- Instrumentos musicales

Sequedad dinámica

- Aire seco en almacenes, laboratorios farmacéuticos, fabricas de instrumentos de precisión y electrónicos
- Aire comprimido
- Deshidratación
- Fabricación de gases industriales
- Control de humedad en el medio ambiente

Deshidratación de líquidos

- Deshidratación de solventes orgánicos
- Deshidratación de metanol, etanol, benceno, tolueno, gasolina
- Deshidratación de refrigerantes (amoniaco, freón, diclorometano)
- Deshidratación de aceite

Absorción y separación de sustancias

- Separación de impurezas en la industria petroquímica
- Industria química sintética
- Estaciones de energía eléctrica
- Refinamiento de productos químicos orgánicos

Catalizador

- Portador del catalizador o catalizador en industria petroquímica, químicos orgánicos y sintéticos

Análisis y pruebas químicas

- Análisis y separación de materias orgánicas naturales y sintéticas
- Análisis cuantitativos y cualitativos de componentes o impurezas contenidas en medicinas
- Pesticidas
- Materiales de medicina herbal
- Cereales
- Comestibles y productos químicos orgánicos
- Separación o refinado de algunas sustancias

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