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Química del curado y estructura química: por qué los selladores de silicona son tan duraderos
Polímeros de silicona: termoestables, resistentes a los rayos UV e hidrofóbicos
La estructura interna del siloxano, los selladores de silicona compuestos por átomos de silicio y oxígeno alternados, es lo que les confiere durabilidad, así como estabilidad térmica y flexibilidad en un rango de temperaturas de -50 °C a 200 °C. Todos los enlaces en la estructura del siloxano están formados por silicio y oxígeno, y, a diferencia del carbono, en dicha estructura se emplean enlaces de oxígeno resistentes a la luz ultravioleta (UV). Estos enlaces no se vuelven frágiles tras décadas de exposición a la luz UV. En la estructura se utilizan átomos de silicio unidos a grupos metilo, lo que confiere a la superficie propiedades hidrofóbicas, es decir, repele el agua y no absorbe humedad. En conjunto, los selladores son susceptibles al agua y, por tanto, sufren hidrólisis, es decir, la ruptura de enlaces causada por el agua. Los selladores de silicona son mucho más duraderos y, en ensayos independientes de envejecimiento acelerado, superaron ampliamente a todos los demás selladores, especialmente a los de poliuretano. De todos los selladores sometidos a ensayos de envejecimiento acelerado, los selladores de silicona fueron los únicos que conservaron más del 90 % de su elasticidad original.
Al comparar siliconas de curado ácido y de curado neutro, se deben considerar la adherencia, el potencial de corrosión y la resistencia a largo plazo de la unión.
Las propiedades de los dos sistemas son las siguientes:
Propiedad | Curado ácido | Sistemas de curado neutro
Velocidad de curado | Más rápida (24-48 horas) | Más lenta (3-7 días)
Los sistemas de curado ácido ofrecen una adhesión rápida y son excelentes para sustratos de vidrio, aluminio y cerámica, pero no proporcionan adherencia sobre sustratos porosos. Asimismo, los sistemas de curado ácido no son adecuados para su uso con metales, hormigón o componentes electrónicos integrados, ya que la liberación de ácido acético puede provocar corrosión a largo plazo. Los sistemas de curado neutro no presentan estos problemas y son adecuados para la construcción de sistemas metálicos completos, fachadas y aplicaciones con requisitos elevados de fiabilidad. Los sistemas de curado neutro curan más lentamente, pero presentan un mejor comportamiento sobre sustratos porosos y materiales disímiles. Datos procedentes de construcciones costeras expuestas muestran que, tras 15 años, la resistencia de los sistemas de curado neutro es superior al 95 % de la resistencia inicial de la unión, mientras que la de los sistemas de curado ácido es únicamente del 70 %. Esto demuestra también que los sistemas de curado neutro presentan una mayor resistencia frente a la sal, la humedad y los movimientos.
Sellador de silicona y estanqueidad: La relación entre durabilidad y resiliencia ambiental
Impermeabilización: El resultado de las propiedades moleculares y químicas hidrofóbicas, junto con la ausencia de cualquier tipo de daño por hidrólisis y ciclos de congelación-descongelación
La estructura molecular y química del silicona es la razón de sus propiedades hidrofóbicas y resistentes al agua, lo que significa que no se producirán efectos derivados de la edad, el lavado o el paso del tiempo. La repulsión del agua y la humedad persistirá de forma indefinida e incluso seguirá funcionando bajo una presión hidráulica extrema o en condiciones de inmersión total. El enlace de la estructura molecular de siloxano no se romperá por acción del agua y, por tanto, no será la causa de la pérdida de eficacia de la silicona. No se producirá la ruptura de la estructura del enlace molecular y, en consecuencia, no habrá pérdida de adherencia ni de integridad cohesiva. La flexibilidad de la estructura de silicona se mantendrá hasta -50 °C, lo que permitirá que esta cumpla plenamente sus funciones incluso ante altos niveles de exposición al agua y cambios de temperatura. Las mediciones realizadas en campo sobre la silicona en su entorno más exigente han demostrado que puede soportar más de 300 ciclos térmicos/inactivos al año sin pérdida de funcionalidad ni de su capacidad impermeabilizante.
Evidencia de campo sobre la longevidad del producto: datos de estabilidad UV y rendimiento térmico procedentes de estudios de campo de más de 20 años
La prueba de más de 20 años de estudios de campo respalda la excelente longevidad de los siliconas. Estudios longitudinales de edificios sellados a principios de la década de 2000 muestran que, tras más de 20 años de exposición continua a la radiación UV, las juntas de silicona conservan más del 90 % de su elasticidad original, mientras que instalaciones comparables con poliastómeros presentan una degradación del 40-60 % en tan solo 15 años. Las pruebas térmicas realizadas entre -60 °C y 200 °C no revelan fragilización, ablandamiento ni deslamination adhesiva bajo condiciones extremas sostenidas. Por lo tanto, los siliconas suelen tener una vida útil mayor que los materiales que sellan. Instalaciones documentadas en las condiciones costeras de Florida y en las condiciones desérticas de Arizona no han requerido sustitución del sellador tras 30 años. Esta longevidad demuestra no solo la solidez del material, sino también la estabilidad de su química de curado y de su interacción con el medio ambiente.
Preguntas frecuentes
¿Qué hace que la estructura polimérica del silicón sea tan duradera?
El esqueleto polimérico de silicona tiene fuertes enlaces Si-O, lo que confiere una gran durabilidad al esqueleto; existe una excelente resistencia de los enlaces en dicho esqueleto. Esto hace que la silicona sea muy estable térmicamente, muy resistente a los rayos UV y ofrezca una excelente resistencia al agua.
¿Cuál es la diferencia principal entre los selladores de silicona de curado ácido y los de curado neutro?
Los selladores de silicona de curado ácido no son adecuados para ningún material susceptible a la corrosión, mientras que los de curado neutro sí lo son para cualquier material. Durante el curado, los selladores de silicona de curado ácido liberan ácido acético, lo que los hace excelentes para sustratos no porosos, pero incompatibles con cualquier sustrato que pueda corroerse. Por su parte, los selladores de silicona de curado neutro liberan, durante el proceso de curado, sustancias no ácidas, lo que los hace adecuados para sustratos porosos.
¿Cómo resiste la silicona las condiciones climáticas extremas?
Las condiciones climáticas extremas se deben a una variación masiva de la temperatura. Esta variación puede oscilar entre -50 °C y 200 °C; el silicona presenta una gran elasticidad y una resistencia extrema a las condiciones climáticas, manteniéndose flexible en todo su rango de temperaturas de funcionamiento. Su estructura molecular es permanentemente hidrofóbica, resistente a los rayos UV y a la hidrólisis, y también resistente a condiciones climáticas extremas.
¿Por qué el silicona dura más que otros selladores, como el poliuretano?
El silicona es térmicamente estable y no experimenta reacciones químicas ante el calor extremo, la humedad ni los cambios en las condiciones climáticas (incluido el ozono). Los siliconas permanecen elásticos y conservan sus propiedades adhesivas durante décadas, mientras que los poliuretanos se degradan y pierden su utilidad en aproximadamente 15 años.
¿Pueden los selladores de silicona soportar ciclos de congelación-descongelación?
Sí, los selladores de silicona son flexibles y mantienen su estanqueidad frente a los ciclos de congelación-descongelación, evitando así grietas y fallos en las juntas.
