Quali proprietà rendono l’olio di silicone dimetilico ideale per la lubrificazione e il distacco dagli stampi?

L'olio di dimetil silicone ha una bassa tensione superficiale di circa 20 mN/m, un valore che garantisce ottime prestazioni di distacco dalle superfici degli stampi. È in grado di formare barriere di deflessione a livello molecolare che limitano l'adesione di materiali chimicamente non legati. Nella colata di poliuretano, ha dimostrato di raggiungere un tasso di successo nel distacco superiore al 98 %, indipendentemente dalla complessità geometrica dello stampo. Il meccanismo di distacco dell'olio consiste nella riduzione delle forze capillari responsabili della resistenza al distacco e delle trappole di menisco superficiale. In altri termini, l'olio è in grado di eliminare i difetti superficiali causati dalla resina intrappolata, migliorando così l'integrità dei pezzi prodotti. Ciò significa che il materiale ha dimostrato di mantenere prestazioni di distacco costanti senza lasciare residui dell'agente distaccante. Ciò ha permesso di ridurre la frequenza della manutenzione degli utensili di produzione e ha inoltre migliorato la stabilità dimensionale dei pezzi prodotti. Questo aspetto è fondamentale quando i pezzi realizzati con gli stampi devono rispettare tolleranze molto strette.

Nella vulcanizzazione della gomma e nella lavorazione dei polimeri, la flessibilità chimica dell’olio di silicone dimetilico lo rende chimicamente inerte e non reattivo.

L'olio rimane stabile, come confermato dall'analisi termogravimetrica, che dimostra stabilità in tutte le condizioni sperimentali, anche alla presenza di temperature di vulcanizzazione che possono superare i 180 gradi Celsius. Inoltre, l'olio può rimanere chimicamente inerte rispetto ad acceleranti, catalizzatori e catene polimeriche e, cosa importante, non provoca la formazione di alcun residuo appiccicoso negli stampi né altera chimicamente la formulazione. Negli impianti di lavorazione del polimero EPDM si è osservato un intenso usura delle attrezzature con l'utilizzo dell'olio vegetale inerte. L'olio al silicone dura circa il 40% in più rispetto agli agenti distaccanti organici precedentemente utilizzati. La presenza di additivi incorporati, rilasciati e inerti determina una riduzione osservabile dei difetti superficiali del polimero lavorato. La natura chimicamente inerte dell'olio al silicone dimetilico implica che le reazioni di reticolazione degli elastomeri rimangono invariate, garantendo così velocità di reticolazione costanti durante l'intero ciclo produttivo e l'assenza di sottoprodotti indesiderati, poiché la composizione chimica del polimero lavorato rimane inalterata.

Stabilità termica e resistenza all'ossidazione: mantenimento delle prestazioni nella lubrificazione ad alta temperatura

È possibile un funzionamento stabile fino a 200 °C senza volatilizzazione né formazione di residui (verificato secondo la norma ASTM D92).

Secondo la norma ASTM D92 (metodo Cleveland Open Cup), l’olio al dimetilsilicone (un tipo di olio siliconico) supera nettamente i concorrenti e offre prestazioni superiori rispetto ad altri oli alternativi impiegati nella fusione in stampo e nella stampaggio ad iniezione di polimeri (plastica), dove le temperature dei metalli superano i 175 °C. Gli oli minerali (petroliferi) sono noti per formare residui e per volatilizzarsi (evaporare) ad alte temperature. Nelle operazioni di fusione in stampo e di stampaggio ad iniezione di plastica, gli oli (petroliferi) si degradano. Gli oli siliconici (in particolare gli oli al dimetilsilicone) offrono un reale vantaggio alle fabbriche e ai laboratori meccanici che operano in modo continuativo.

La durata di servizio può essere prolungata nei sistemi industriali di lubrificazione continua utilizzando olio al dimetilsilicone, grazie alla sua struttura molecolare unica, resistente all’ossidazione.

La ricerca di Lubrication Engineering su olio al silicone rispetto all'olio minerale dimostra che l'olio al silicone estende la sua durata media di servizio di tre volte rispetto all'olio minerale, poiché la sua viscosità varia dell'80% in meno rispetto a quella dell'olio minerale. Ciò significa, per i team di manutenzione, che possono effettuare gli interventi su sistemi continui — come catene trasportatrici e riduttori industriali — con una frequenza ridotta di tre volte. Meno interventi di manutenzione comportano minori fermi produttivi e una minore formazione di danni dovuti ai sottoprodotti dell'ossidazione dell'olio. Gli impianti che operano 24 ore su 24 traggono il massimo vantaggio da questo olio, poiché funzionano per migliaia di ore garantendo in ogni istante una protezione lubrificante idrodinamica.

Attività superficiale e capacità di formazione del film: lubrificità costante e protezione idrofobica

Formazione uniforme e duratura di un film sottile su substrati metallici, elastomerici e termoplastici

L'olio di silicone dimetilico forma film sottili inferiori a 5 micron su tutti i substrati e non si raccoglie in pozze né si rompe durante le variazioni di temperatura. Quando il film viene applicato sui substrati di materiali elastici, può anche agire come agente distaccante per diverse centinaia di cicli di vulcanizzazione (può superare i 200) e resistere a notevoli sollecitazioni meccaniche e di taglio (superiori a circa 3.500 psi), anche su parti metalliche. L’efficacia del film sotto tale sollecitazione meccanica è dovuta all’orientamento molecolare superficiale: i gruppi metilici rivolti verso l’esterno formano uno strato protettivo superficiale che rende il film resistente all’adesione e ne garantisce la proprietà antiaderente.

In ambienti produttivi ad alta umidità, l’adesione e la corrosione indotte dall’umidità possono essere contrastate grazie alla idrofobicità.

Con angoli di contatto superiori a 110 gradi, i film di olio al dimetilsilicone offrono un’eccellente resistenza all’acqua. In condizioni di umidità pari o superiore all’80%, prove industriali hanno dimostrato che tali film riducono di quasi i due terzi i problemi di aderenza e la formazione di pellicole oleose durante la stampatura della gomma. Gli utensili presentano inoltre una durata significativamente maggiore, con minori fenomeni di corrosione elettrolitica; di conseguenza, i produttori automobilistici che utilizzano questi agenti distaccanti hanno registrato una riduzione del 41% dei pezzi scartati per problemi di corrosione nella pressofusione dello zinco. Come funziona? Grazie alle sue proprietà idrofobiche, impedisce la condensazione capillare all’interno degli stampi microstrutturati, proteggendo così i dettagli complessi da problemi di adesione.

Ottimizzazione dell’olio al dimetilsilicone per diverse tecniche di applicazione: regolabilità della viscosità

L'olio di silicone dimetilico è noto per la sua straordinaria versatilità, dovuta all'ampia gamma di viscosità disponibile. L'olio di silicone dimetilico risulta utile per numerose applicazioni commerciali proprio grazie a questa ampia gamma di viscosità. Per la fascia più bassa di viscosità (5–200 cSt), gli oli di silicone dimetilici possono essere impiegati per formulare facilmente sistemi spray, rivestire superfici e creare emulsioni prive di solventi. Sono ideali quando si desidera una copertura ridotta su superfici complesse o si intende evitare residui. La fascia intermedia di viscosità (500–1500 cSt) rappresenta un compromesso ottimale che consente una diffusione controllata, senza che il liquido scoli facilmente dalla superficie. Questa fascia viene ampiamente utilizzata nelle applicazioni di immersione in vasche e di rivestimento a rullo, dove il controllo è di fondamentale importanza. Per la fascia più alta di viscosità (2000–10000 cSt), gli oli di silicone dimetilici presentano una minore tendenza a colare o gocciolare in zone nascoste durante l’erogazione tramite ago su componenti in gomma o plastica. Grazie alla possibilità di controllare con precisione la viscosità degli oli di silicone, si riduce al minimo lo spreco di materiale e si migliorano le caratteristiche di sformatura dei prodotti dagli stampi, poiché non si forma una pellicola lubrificante in grado di trattenere e accumulare polvere e detriti. Tuttavia, la scelta della classe di viscosità non è semplicemente una questione di selezionare un valore numerico.

Gli operatori devono comprendere i limiti legati alla temperatura, nonché lo stress applicato all'olio in ciascuna applicazione, come descritto nella maggior parte dei manuali industriali per la gestione dei fluidi.

Gradi di viscosità (5–10.000 cSt) abbinati a spruzzatura, immersione, rivestimento a rullo e erogazione diretta

Le versioni a bassa viscosità sono adatte alla spruzzatura pneumatica di matrici metalliche, poiché formano film sottili che si asciugano nel minor tempo possibile. Per il rivestimento per immersione è necessario un prodotto con viscosità moderata, al fine di ottenere una copertura adeguata degli elastomeri senza eccessivo colamento. I materiali a viscosità media sono preferiti per il rivestimento a rullo, per evitare fenomeni di carenza di materiale, striature e altri problemi analoghi. Le formulazioni ad alta viscosità garantiscono un elevato grado di precisione nell'applicazione mirata su inserti termoplastici. Senza alcun indesiderato sbavamento ai bordi, offrono un controllo ottimale del distacco. La maggior parte dei produttori ritiene che questo metodo sia efficace nel mantenere una qualità costante tra diverse serie produttive.

Validazione nella pratica: efficacia dimostrata nella vulcanizzazione della gomma e nella stampatura delle materie plastiche

Produzione di guarnizioni in EPDM: riduzione del 37% della forza di sformatura mediante olio di silicone dimetilico

Durante la produzione di guarnizioni in EPDM, l’olio di silicone dimetilico determina una riduzione del 37% della forza di sformatura rispetto agli agenti distaccanti convenzionali. Ciò è dovuto alla sua bassa tensione superficiale (circa 21 mN/m o inferiore) e all’eliminazione quasi completa dei fenomeni di "stickiness" (attrito, resistenza al movimento e adesione) tra la gomma vulcanizzata e lo stampo. Di conseguenza, i dettagli più delicati delle guarnizioni vengono preservati e scompaiono completamente le micro-rottture causate dall’espulsione. Ciò comporta numerosi vantaggi operativi, tra cui tempi di ciclo più brevi, minore necessità di raschiatura manuale e riduzione dei tempi di fermo per la pulizia degli stampi. Per linee di produzione di elastomeri ad alto volume, i benefici cumulativi sono notevoli.

  Domande Frequenti

A cosa serve l'olio di dimetil silicone?

Per distacco dagli stampi e lubrificazione. La sua bassa tensione superficiale e l’inerzia chimica nei confronti delle catene polimeriche ne consentono praticamente lo sformatura di forme complesse, senza lasciare residui.

Qual è il comportamento dell'olio di silicone dimetilico alle alte temperature?

L'olio di silicone dimetilico è in grado di fornire lubrificazione a temperature superiori a 200 °C, poiché il test ASTM D92 dimostra che non subisce volatilizzazione fino a 200 °C.

Qual è l'importanza della regolabilità della viscosità dell'olio di silicone dimetilico?

La viscosità regolabile consente all'olio di silicone dimetilico di essere efficace in diversi metodi di applicazione, tra cui spruzzatura, immersione, rivestimento a rullo e erogazione diretta.

L'olio di silicone dimetilico è in grado di subire stress ossidativo?

Sì, la struttura non subisce cambiamenti significativi in seguito all'ossidazione e riduce le variazioni di viscosità a circa l'80% rispetto agli oli minerali, migliorando così la durata del sistema in condizioni di lubrificazione continua.