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Química da Cura e Estrutura Química: Por Que os Selantes de Silicone Têm Tanta Durabilidade?
Polímeros de Silicone: Termoestáveis, Resistentes aos Raios UV e Hidrofóbicos
A estrutura interna do siloxano, selantes de silicone compostos por átomos de silício e oxigênio alternados, é o que lhes confere durabilidade, bem como estabilidade térmica e flexibilidade na faixa de -50 °C a 200 °C. Todas as ligações na estrutura do siloxano são formadas por silício e oxigênio, e, ao contrário do carbono, utilizam-se ligações de oxigênio resistentes à luz UV. Essas ligações não se tornam frágeis mesmo após décadas de exposição à luz UV. Átomos de silício ligados a grupos metila são empregados na estrutura, conferindo, assim, ao material uma superfície hidrofóbica que repele a água e não absorve umidade. Os selantes, em geral, são suscetíveis à água e, portanto, sofrem hidrólise — ou seja, a ruptura das ligações causada pela água. Os selantes de silicone são muito mais duráveis e, em ensaios independentes de envelhecimento acelerado, superaram todos os demais selantes, especialmente os de poliuretano. Entre os selantes submetidos a ensaios de envelhecimento acelerado, os selantes de silicone foram o único tipo que manteve mais de 90% da elasticidade original.
Ao comparar silicones de cura ácida e de cura neutra, é necessário considerar a aderência, o potencial de corrosão e a resistência à ligação a longo prazo.
As propriedades dos dois sistemas são as seguintes:
Propriedade | Cura Ácida | Sistemas de Cura Neutra
Velocidade de Cura | Mais rápida (24–48 horas) | Mais lenta (3–7 dias)
Os sistemas de cura ácida oferecem aderência rápida e são excelentes para substratos de vidro, alumínio e cerâmica, mas não proporcionam aderência em substratos porosos. Os sistemas de cura ácida também não são adequados para uso com metais, concreto ou componentes eletrônicos embutidos, pois a liberação de ácido acético pode causar corrosão a longo prazo. Os sistemas de cura neutra não apresentam esses problemas e são adequados para a construção de todos os sistemas metálicos, fachadas e aplicações com requisitos elevados de confiabilidade. Os sistemas de cura neutra têm velocidade de cura mais lenta, mas apresentam melhor desempenho em substratos porosos e em materiais distintos. Dados provenientes de construções costeiras expostas mostram que, após 15 anos, os sistemas de cura neutra mantêm mais de 95% da resistência original da ligação, enquanto os sistemas de cura ácida mantêm apenas 70% dessa resistência original. Isso demonstra também que os sistemas de cura neutra são mais resistentes ao sal, à umidade e ao movimento.
Selante de Silicone e Impermeabilização: A Relação entre Longevidade e Resiliência Ambiental
Impermeabilização: O Resultado das Propriedades Moleculares e Químicas Hidrofóbicas, Juntamente com Nenhum Tipo de Dano Causado pela Hidrólise e pelos Ciclos de Congelamento-Degelo
A estrutura molecular e química do silicone é a razão para suas propriedades hidrofóbicas e resistentes à água, o que significa que os efeitos decorrentes da idade, da lavagem ou do tempo não ocorrerão. A repulsão da água e da umidade persistirá indefinidamente e continuará funcionando mesmo sob imensa pressão hidráulica ou imersão. A ligação da estrutura molecular de siloxano não será rompida pela água e, portanto, não constituirá a causa da perda de eficácia do silicone. A ruptura da estrutura de uma ligação molecular não ocorrerá, e, consequentemente, não haverá perda de aderência nem de integridade coesiva. A flexibilidade da estrutura do silicone permanecerá intacta até -50 °C, permitindo que o silicone desempenhe plenamente suas funções mesmo sob altos níveis de exposição à água e variações de temperatura. Medições em campo do silicone em seu ambiente mais severo demonstraram que ele suporta mais de 300 ciclos térmicos/inativos por ano sem perda de funcionalidade ou de impermeabilização.
Evidência de Campo sobre a Longevidade do Produto: Dados de Estabilidade UV e Desempenho Térmico de Estudos de Campo com Duração Superior a 20 Anos
Provas provenientes de mais de 20 anos de estudos de campo confirmam a excelente longevidade dos silicones. Estudos longitudinais de edifícios selados no início dos anos 2000 mostram que, após mais de 20 anos de exposição contínua à radiação UV, as juntas de silicone mantêm mais de 90% de sua elasticidade original, enquanto instalações comparáveis com poliastômeros apresentam degradação de 40–60% em até 15 anos. Ensaios térmicos realizados entre −60 °C e 200 °C não revelam embrittlement, amolecimento ou deslaminação adesiva mesmo sob condições extremas prolongadas. Assim, os silicones frequentemente superam em vida útil os próprios materiais que selam. Instalações documentadas em condições costeiras da Flórida e em condições desérticas do Arizona não exigiram substituição do selante após 30 anos. Essa longevidade demonstra não apenas a robustez do material, mas também a química do polímero, a química da cura e a química ambiental.
Perguntas Frequentes
O que torna a estrutura polimérica do silicone tão durável?
A cadeia principal do polímero de silicone possui ligações Si-O fortes, o que confere à cadeia principal uma grande durabilidade; há uma excelente resistência das ligações na cadeia principal. Isso torna o silicone muito estável termicamente, muito resistente aos raios UV e confere-lhe uma excelente resistência à água.
Qual é a principal diferença entre selantes de silicone de cura ácida e de cura neutra?
Um silicone de cura ácida não é adequado para quaisquer materiais suscetíveis à corrosão, ao passo que os silicones de cura neutra são compatíveis com qualquer tipo de material. Durante a cura, os silicones de cura ácida liberam ácido acético, o que os torna excelentes para substratos não porosos, mas incompatíveis com quaisquer substratos que possam sofrer corrosão. Já os silicones de cura neutra liberam, durante o processo de cura, substâncias não ácidas, o que os torna adequados para substratos porosos.
Como o silicone resiste a condições climáticas extremas?
As condições climáticas extremas são causadas por uma variação acentuada de temperatura. Essa variação pode ser entre -50 °C e 200 °C, com grande elasticidade, e o silicone demonstra resistência extrema às condições climáticas, mantendo-se flexível em toda a faixa de temperatura de operação. A estrutura molecular do silicone é permanentemente hidrofóbica, resistente à radiação UV e à hidrólise, além de ser resistente a condições climáticas extremas.
Por que o silicone dura mais do que outros selantes, como os de poliuretano?
O silicone é termicamente estável e não sofre reações químicas devido ao calor extremo, à umidade ou às alterações nas condições climáticas (incluindo ozônio). Os silicones permanecem elásticos e mantêm suas propriedades adesivas por décadas, enquanto os poliuretanos se degradam e tornam-se inúteis em cerca de 15 anos.
Os selantes de silicone suportam ciclos de congelamento e descongelamento?
Sim, os selantes de silicone são flexíveis e mantêm a impermeabilização durante ciclos de congelamento e descongelamento, evitando fissuras e falhas nas juntas.
