In che modo il sigillante in silicone garantisce prestazioni di tenuta a lungo termine?

Chimica della polimerizzazione e struttura chimica: perché i sigillanti in silicone hanno una durata così elevata

Polimeri siliconici: termicamente stabili, resistenti ai raggi UV e idrofobici

La struttura interna del silossano, sigillanti siliconici costituiti da atomi di silicio e ossigeno disposti in alternanza, è ciò che ne conferisce durabilità, stabilità termica e flessibilità nell’intervallo compreso tra -50 °C e 200 °C. Tutti i legami nella struttura del silossano sono costituiti da silicio e ossigeno, e, a differenza del carbonio, nella struttura vengono utilizzati legami con l’ossigeno resistenti ai raggi UV. Questi legami non diventano fragili neppure dopo decenni di esposizione alla luce UV. Nella struttura vengono impiegati atomi di silicio legati a gruppi metilici, rendendo così la superficie idrofobica, in grado di respingere l’acqua e di non assorbire umidità. Nel complesso, i sigillanti sono sensibili all’acqua e subiscono quindi idrolisi, ovvero la rottura dei legami causata dall’acqua. I sigillanti siliconici sono molto più durevoli e, in prove indipendenti di invecchiamento accelerato, hanno superato tutti gli altri sigillanti, in particolare i poliuretani. Tra i sigillanti sottoposti a prove di invecchiamento accelerato, i sigillanti siliconici sono stati l’unico tipo di sigillante a mantenere oltre il 90 \% dell’elasticità originale.

Nel confrontare i siliconi a indurimento acido e quelli a indurimento neutro, è necessario considerare l'adesione, il potenziale di corrosione e la resistenza del giunto a lungo termine.

Le proprietà dei due sistemi sono le seguenti:

Proprietà | A indurimento acido | A indurimento neutro
 
Velocità di indurimento | Più rapida (24–48 ore) | Più lenta (3–7 giorni)

I sistemi a indurimento acido offrono un’adesione rapida e sono ottimi per substrati in vetro, alluminio e ceramica, ma non garantiscono adesione su substrati porosi. Inoltre, i sistemi a indurimento acido non sono adatti per l’uso con metalli, calcestruzzo o componenti elettronici incorporati, poiché il rilascio di acido acetico può causare corrosione a lungo termine. I sistemi a indurimento neutro non presentano questi inconvenienti e sono idonei per la costruzione di sistemi metallici completi, facciate e applicazioni che richiedono elevata affidabilità. I sistemi a indurimento neutro induriscono più lentamente, ma offrono prestazioni migliori su substrati porosi e su materiali eterogenei. Dati provenienti da costruzioni costiere esposte dimostrano che, dopo 15 anni, i sistemi a indurimento neutro conservano oltre il 95% della resistenza originale del giunto, mentre i sistemi a indurimento acido ne conservano solo il 70%. Ciò evidenzia inoltre una maggiore resistenza dei sistemi a indurimento neutro al sale, all’umidità e ai movimenti.

Sigillanti siliconici e impermeabilizzazione: il rapporto tra longevità e resilienza ambientale

Impermeabilizzazione: il risultato delle proprietà molecolari e chimiche idrofobe, unitamente all’assenza di qualsiasi tipo di danno causato dall’idrolisi e dai cicli di gelo-disgelo

La struttura molecolare e chimica del silicone è la ragione delle sue proprietà idrofobiche e resistenti all'acqua, il che significa che non si verificheranno effetti dovuti all'invecchiamento, al lavaggio o al semplice trascorrere del tempo. La repulsione dell'acqua e dell'umidità proseguirà indefinitamente e funzionerà persino sotto pressioni idrauliche elevate o in condizioni di immersione completa. Il legame della struttura molecolare del silossano non viene spezzato dall'acqua e pertanto non costituisce la causa della perdita di efficacia del silicone. Non avviene alcuna rottura della struttura del legame molecolare e, di conseguenza, non si verifica alcuna perdita di adesione né di integrità coesiva. La flessibilità della struttura del silicone si mantiene fino a -50 °C, consentendo al materiale di svolgere appieno le proprie funzioni anche in presenza di elevati livelli di acqua e di brusche variazioni termiche. Le misurazioni sul campo effettuate sul silicone nel suo ambiente più estremo hanno dimostrato che esso può resistere a oltre 300 cicli termici/inattivi all'anno senza subire alcuna perdita di funzionalità o di impermeabilità.

Prove sul campo della longevità del prodotto: dati sulla stabilità ai raggi UV e sulle prestazioni termiche provenienti da studi sul campo di oltre 20 anni

Le prove derivanti da oltre 20 anni di studi sul campo confermano la straordinaria longevità dei siliconi. Studi longitudinali su edifici sigillati all’inizio degli anni 2000 mostrano che, dopo oltre 20 anni di esposizione continua ai raggi UV, i giunti in silicone conservano oltre il 90% della loro elasticità originale, mentre installazioni comparabili con poliastomeri presentano un degrado del 40-60% entro 15 anni. I test termici condotti tra -60 °C e 200 °C non rivelano alcuna fragilizzazione, ammorbidimento o distacco adesivo, neppure in condizioni estreme prolungate. Di conseguenza, i siliconi spesso superano in durata i materiali che vengono sigillati. Installazioni documentate in condizioni costiere della Florida e in condizioni desertiche dell’Arizona non hanno richiesto alcuna sostituzione del sigillante dopo 30 anni. Questa longevità dimostra non solo la robustezza del materiale, ma anche la stabilità della sua chimica di polimerizzazione e della sua interazione con l’ambiente.

Domande frequenti

Che cosa rende così resistente la struttura polimerica del silicone?

Il polimero siliconico ha un'impalcatura con forti legami Si-O, il che rende l'impalcatura molto resistente; la resistenza dei legami nell'impalcatura è notevole. Ciò conferisce al silicone un'eccellente stabilità termica, un'elevata resistenza ai raggi UV e una notevole resistenza all'acqua.

Qual è la differenza principale tra sigillanti siliconici a indurimento acido e a indurimento neutro?

I siliconici a indurimento acido non sono adatti per alcun materiale soggetto a corrosione, mentre i siliconici a indurimento neutro sono compatibili con qualsiasi materiale. Durante l'indurimento, i siliconici a indurimento acido rilasciano acido acetico, il che li rende eccellenti su substrati non porosi, ma incompatibili con qualsiasi substrato suscettibile di corrosione. I siliconici a indurimento neutro, invece, rilasciano durante il processo di indurimento sostanze non acide, risultando quindi adatti a substrati porosi.

In che modo il silicone resiste alle condizioni meteorologiche estreme?

Le condizioni meteorologiche estreme sono dovute a forti variazioni di temperatura. Queste variazioni possono oscillare tra -50 °C e 200 °C; grazie alla sua elevata elasticità, la silicona dimostra un’eccezionale resistenza alle condizioni meteorologiche estreme ed è flessibile su tutto l’intero intervallo di temperature operative. La struttura molecolare della silicona è intrinsecamente idrofobica, resistente ai raggi UV e all’idrolisi, nonché resistente alle condizioni meteorologiche estreme.

Perché la silicona ha una durata superiore rispetto ad altri sigillanti, come il poliuretano?

La silicona è termicamente stabile e non subisce reazioni chimiche a causa di elevate temperature, umidità o variazioni delle condizioni climatiche (incluso l’ozono). Le siliconi mantengono la loro elasticità e le proprietà adesive per decenni, mentre i poliuretani si degradano e diventano inutilizzabili dopo circa 15 anni.

I sigillanti in silicone resistono ai cicli di gelo-disgelo?

Sì, i sigillanti in silicone sono flessibili e mantengono l’impermeabilità anche durante i cicli di gelo-disgelo, evitando così crepe e guasti dei giunti.