¿Te preocupa la seguridad de la silicona en tus productos? ¿Te preguntas si contiene ingredientes que podrían afectar su aplicación? Este artículo te mostrará de qué está hecha la silicona y cómo la afectan esos ingredientes, para ayudarte a resolver estas dudas.
¿Qué es la silicona?
La silicona no se fabrica con plástico ni látex. Es un polímero sintético, conocido formalmente como polisiloxano. Su estructura principal está compuesta por átomos de silicio y oxígeno alternados, a los que se unen grupos orgánicos como metilo y fenilo. Esto la convierte en un material único, que posee características tanto de compuestos orgánicos como inorgánicos.
Según la longitud de sus cadenas principales, el tipo de grupos orgánicos y el grado de entrecruzamiento entre ellas, las siliconas pueden presentarse en diversas formas. El caucho de silicona, o elastómero de silicona, es una de las formas más comunes. Además, puede encontrarse en estado líquido o como una resina de silicona más dura.
La estructura única de la silicona le confiere estas características:
- Amplio rango de tolerancia a la temperatura: de 230 °C a 60 °C.
- Químicamente inerte
- Biocompatibilidad
- Aislamiento eléctrico
- Resistencia a la intemperie
¿De qué está hecha la silicona?
La silicona en sí misma es segura y biocompatible, pero los materiales de silicona suelen contener más que solo polisiloxanos. Durante el proceso de fabricación, se pueden mezclar otros productos químicos con el material de silicona.
Materia prima
La incorporación de productos químicos comienza ya en la etapa de materia prima. La sílice, el metanol y el agua son las principales materias primas para la silicona. La pureza de la sílice influye considerablemente en la calidad de la silicona. La sílice utilizada en la producción industrial de silicona suele ser arena de cuarzo. A diferencia de la arena común que se encuentra en la playa, la arena de cuarzo es sílice de alta pureza que ha sido sometida a procesos de purificación y eliminación de impurezas.
Sin embargo, incluso después de la purificación, la arena de cuarzo inevitablemente contiene impurezas. La silicona de alta calidad utiliza arena de cuarzo relativamente limpia. La arena de cuarzo de grado industrial, que prioriza la rentabilidad, puede contener más minerales que contienen hierro o elementos como aluminio y potasio, lo que puede afectar negativamente la calidad.
Productos intermedios (D4, D5, D6)
Después de que la arena de sílice se calienta inicialmente para separar el silicio, sufre hidrólisis, polimerización, vulcanización, y mediante moldeo para obtener la silicona que conocemos. Durante este proceso, se generan productos intermedios como D4, D5 y D6. Es importante mencionar estos productos intermedios porque pueden permanecer en el producto final, y están sujetos a una estricta regulación.
Los estudios han demostrado que estos tres intermediarios presentan riesgo de acumulación en los organismos y de producir toxicidad persistente. Peor aún, son volátiles y, cuando quedan cantidades excesivas en la silicona, pueden escapar lentamente.
Sin embargo, no hay que preocuparse por la seguridad de la silicona de alta calidad. La UE ya ha establecido normativas al respecto, incluyéndola en la lista de sustancias químicas que deben analizarse en la silicona para aplicaciones cosméticas, alimentarias y otras. Los fabricantes deben controlar su contenido para que se mantenga en niveles muy bajos.
Agente vulcanizante
Otro paso del proceso que inevitablemente introduce impurezas es la vulcanización. Durante la vulcanización, la materia prima de la silicona se mezcla con agentes vulcanizantes, cargas, pigmentos, aditivos, etc., formando finalmente un elastómero con cierta resistencia. Los agentes vulcanizantes y los subproductos de la vulcanización se mezclan con la silicona en esta etapa.
La silicona se vulcaniza principalmente mediante tres métodos: vulcanización con peróxido, vulcanización con platino y vulcanización por condensación. Sus principales características son las siguientes.
| Características | Vulcanización con peróxido | Vulcanización de platino | Vulcanización por condensación |
| Agente vulcanizante | peróxido | catalizador de platino | organoestaño |
| Toxicidad de los agentes vulcanizantes | tóxico | inofensivo | tóxico
|
| Potencial de subproductos tóxicos | Sí | No | Sí |
| Olor | “olor a ”goma”
| inodoro
| olor irritante
|
| Costo | barato | caro | moderado |
| Áreas de aplicación | silicona común | silicona apta para uso alimentario silicona de grado médico | sellador de silicona |
El curado con platino es el método principal para el caucho de silicona líquida (LSR), un tipo de caucho de silicona utilizado en los sectores alimentario y médico. Si bien pueden quedar residuos del catalizador de platino, estos son inocuos para el cuerpo humano y no generan subproductos dañinos, cumpliendo así con los requisitos de seguridad.
Si desea comprar una silicona más segura, elegir una que haya sido vulcanizada con un catalizador de platino es una mejor opción.
En cambio, el caucho de silicona curado con peróxidos y organoestaño suele tener olor, lo que constituye una diferencia clave entre el caucho de silicona de alta calidad y el común. Durante el proceso catalítico, también generan subproductos como ácidos y alcoholes perjudiciales para la salud. Salvo que se sometan a una sulfuración secundaria, se utilizan generalmente en siliconas de grado industrial.
Relleno
Además de los agentes vulcanizantes residuales, los fabricantes también introducen activamente cargas para mejorar las propiedades de la silicona. La carga más importante del caucho de silicona es la sílice.
La sílice, utilizada como relleno, se diferencia de la arena de cuarzo, una materia prima, en que es un nanomaterial más fino. A veces también se la denomina "negro de humo blanco". Al añadir sílice a la silicona, esta se transforma de un material con una resistencia extremadamente baja en un elastómero flexible pero relativamente resistente.
Se puede afirmar que el relleno de sílice es indispensable para los materiales de silicona. Sin él, la silicona no puede tener la resistencia al desgaste, la resistencia a la tracción y la resistencia al desgarro que la hacen ampliamente aplicable en diversos campos.
El relleno de sílice que se añade a la silicona se puede clasificar en sílice pirógena y sílice precipitada, dependiendo del método de síntesis.
Sílice pirogénica (sílice fumada)
La sílice pirogénica, o sílice fumada, es un tipo de sílice que se produce mediante llama. Sus partículas son extremadamente pequeñas, de menos de 50 nm de tamaño, lo que da como resultado una textura general muy esponjosa.
Debido al proceso de fabricación, es relativamente caro, pero mejora significativamente las propiedades mecánicas de la silicona. A menudo, basta con añadir una pequeña cantidad para aumentar eficazmente la dureza de la silicona.
Además, debido a su tamaño de partícula muy pequeño, la silicona con sílice pirógena añadida mantiene una alta transparencia. Las siliconas de alta calidad utilizan casi exclusivamente sílice pirógena como relleno.
Sílice precipitada
El proceso de fabricación de la sílice precipitada determina su menor precio. La sílice precipitada se forma en una solución acuosa, que luego se lava, seca y pulveriza hasta convertirse en polvo.
Las partículas de sílice precipitada son más grandes que las de sílice pirogénica, con un diámetro de entre 5 y 100 nm. Este mayor tamaño de partícula reduce su eficacia para aumentar la resistencia de la silicona en comparación con la sílice pirogénica. Sin embargo, la sílice precipitada es una opción rentable y suficiente para las aplicaciones habituales de silicona.
Otros aditivos
Para controlar el grado de unión entre el relleno de sílice y la silicona, a menudo se añaden aditivos estructurales a esta última. El hexametilsilazano se utiliza en el proceso de fabricación de la silicona común, mientras que la silicona de grado médico y la de grado alimentario utilizan aceite de silicona hidroxilado, más estable y seguro, como aditivo estructural.
Además, existen muchos aditivos que se utilizan para mejorar o modificar ciertas propiedades de la silicona. Sus efectos específicos sobre la silicona son los siguientes.
Cómo la composición de la silicona afecta al rendimiento y a las aplicaciones.
Silicona conductora
La silicona posee una alta constante dieléctrica y se utiliza frecuentemente como material aislante eléctrico. El negro de humo y el polvo de plata pueden hacer que la silicona sea conductora, por lo que se añaden a la silicona conductora. Al mismo tiempo, el negro de humo también reduce la propensión de la silicona a agrietarse debido a fuerzas externas.
Gracias a sus propiedades conductoras, la silicona se puede utilizar para fabricar botones de mandos a distancia y juntas de blindaje EMI.
Silicona ignífuga
El trihidrato de alúmina es un retardante de llama y un componente de los selladores de silicona que se utilizan para la protección contra incendios y humo. Cuando se expone a altas temperaturas, produce agua para evitar que el fuego se propague.
Silicona termoconductora
Para mejorar la conductividad térmica de la silicona utilizada en almohadillas disipadoras de calor, se añaden rellenos como el nitruro de boro a la silicona conductora térmicamente. Estos rellenos ayudan a que la silicona transfiera mejor el calor de los componentes que requieren disipación térmica, acelerando así el proceso de enfriamiento.
Silicona con mayor resistencia a la intemperie.
El dióxido de titanio confiere a la silicona mayor estabilidad y durabilidad bajo la luz solar, lo cual es fundamental para aplicaciones en exteriores frecuentemente expuestas a los rayos ultravioleta. Además, la adición de dióxido de titanio reduce la tendencia de la silicona a amarillear, ralentizando así su envejecimiento.
Los rellenos se utilizan para mejorar la resistencia mecánica de la silicona.
Polvo de talco
En el sector industrial, el talco en polvo es un relleno muy utilizado. Su composición química es silicato de magnesio hidratado natural, lo que permite reducir costes y minimizar las deformaciones permanentes que sufre la silicona tras su compresión.
Es posible que hayas oído hablar de su mala reputación. El talco puede contener amianto, un carcinógeno, por lo que el talco industrial nunca debe encontrarse en la silicona estándar de grado médico y alimentario.
fibra de vidrio
La fibra de vidrio puede mejorar la resistencia mecánica de la silicona, haciéndola más resistente a la tensión y al impacto, pero también afecta su elasticidad, disminuyendo su flexibilidad. Se utiliza en algunos sellos de silicona que requieren mayor resistencia.
Carbonato de calcio
Al igual que el talco, el carbonato de calcio como relleno también puede reducir el costo de producción de la silicona. Su efecto en la mejora del rendimiento de la silicona es mínimo. En siliconas de baja calidad, su contenido puede ser relativamente alto.
Cabe destacar que una mayor cantidad de relleno no siempre es mejor. Las cantidades adecuadas de relleno y aditivos pueden mejorar el rendimiento de la silicona, pero un exceso de relleno puede afectar la transparencia, la flexibilidad y otras propiedades de la misma.
Silicona apta para uso alimentario
La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) y otros organismos han impuesto estrictos requisitos de seguridad para la silicona de grado alimenticio. Esta silicona debe ser no tóxica y estable, y no debe liberar sustancias químicas nocivas dentro de un rango de temperatura específico.
Muchos rellenos industriales no se pueden añadir a la silicona de grado alimenticio. Como alternativa, la silicona de grado alimenticio utiliza rellenos y aditivos más seguros y estables. A excepción de los catalizadores de platino y la sílice pirógena, el aditivo más variable en la silicona de grado alimenticio es el colorante.
Pigmentos en contacto con alimentos
La silicona de grado alimenticio no utiliza pigmentos industriales que puedan contener metales pesados, sino pigmentos inorgánicos aptos para el contacto con alimentos, como el óxido de hierro y el dióxido de titanio. Estos se eligieron por su estabilidad, especialmente en condiciones como el horneado a altas temperaturas. No tendrá que preocuparse de que sus coloridos utensilios de silicona se decoloren con la sopa caliente. Además, rara vez reaccionan con los químicos presentes en los alimentos.
Mejora Aaditivos
Algunos de los aditivos mencionados anteriormente en la sección sobre aditivos industriales para silicona también pueden utilizarse para mejorar las propiedades de la silicona de grado alimenticio tras un procesamiento específico. La alúmina y el nitruro de boro de grado alimenticio pueden mejorar la conductividad térmica de las esterillas de silicona para hornear.
Aantibacteriano Acaballero
Debido a que la producción de alimentos exige estándares de higiene más elevados, algunos productos de silicona aptos para uso alimentario incorporan agentes antibacterianos como iones de plata. Pequeñas cantidades de iones de plata son inocuas para el organismo, lo que los convierte en un aditivo seguro. Al crear mejores condiciones de higiene, los productos antibacterianos que cumplen con los estándares de seguridad mejoran la seguridad de la producción de alimentos.
Silicona de grado médico
Debido a los estrictos requisitos de seguridad, la silicona de grado médico rara vez contiene rellenos o aditivos adicionales. La sílice pirógena presente en la silicona de grado médico debe cumplir con los requisitos de la USP y superar una serie de pruebas de seguridad médicas. Gracias a su perfil de seguridad, el caucho de silicona curado con platino es el método de curado principal para la silicona utilizada en aplicaciones médicas.
Bario Ssulfato
Debido a que algunos instrumentos de silicona requieren imágenes de rayos X, se añade sulfato de bario a la silicona como componente para aumentar su densidad. Este aditivo se somete a pruebas rigurosas antes de su uso oficial, lo que garantiza su seguridad.
Aantibacteriano Acaballero
Al igual que la silicona de grado alimenticio, algunas siliconas de grado médico también contienen iones de plata, un ingrediente antibacteriano. La diferencia radica en que la silicona de grado médico con iones de plata añadidos debe superar pruebas de citotoxicidad e irritación.
¿Es segura la silicona?
Si se refiere a la silicona de grado alimenticio y médico y sus productos, son seguros siempre que cuenten con las certificaciones de seguridad correspondientes y se utilicen correctamente. La silicona de grado industrial, debido a su proceso de fabricación y a los aditivos que contiene, no garantiza la seguridad para el organismo.
Los productos de silicona de alta calidad que cumplen con los estándares están libres de sustancias químicas tóxicas como el BPA y los ftalatos. Su seguridad está garantizada no solo por su estabilidad inherente, sino también por las normativas nacionales.
Para la silicona de grado alimenticio, la norma aplicable podría ser la FDA 21 CFR Parte 177.2600 o la más estricta LFGB. La silicona de grado médico debe cumplir con la USP Clase VI, la ISO 10993, la ISO 13485 y superar una serie de pruebas.
Si desea obtener más información sobre la seguridad de la silicona, lea lo siguiente: ¿Es tóxica la silicona?: Guía de seguridad sobre la silicona.
Preguntas frecuentes
¿Puedo personalizar la silicona con una fórmula o según mis necesidades específicas?
Algunos fabricantes ofrecen formulaciones de silicona personalizadas, aunque suele haber una cantidad mínima de pedido. Puede proporcionar una fórmula existente directamente o especificar sus requisitos para la personalización. Un equipo profesional de I+D experimentará primero con formulaciones basadas en sus necesidades y luego enviará muestras para su análisis.
Los componentes personalizables incluyen pigmentos para igualar el color, rellenos y aditivos para mejorar o alterar la conductividad y la transparencia, o componentes que afectan la tiempo de curado del sellador de silicona.
¿Cómo puedo confirmar si la silicona que compré es segura?
En primer lugar, al comprar silicona, confirme si el producto cumple con las normas de la FDA, la USP y otras normativas.
Tras recibir el producto, puede olerlo para comprobar si tiene algún olor. La silicona de grado alimenticio y la de grado médico, gracias al proceso de vulcanización con platino, generalmente no tienen olor.
También se puede observar la transparencia de la silicona después de estirarla. La silicona que contiene una gran cantidad de rellenos de baja calidad, la silicona que utiliza sílice precipitada y la silicona sin estabilizadores estructurales generalmente tienen poca transparencia y se vuelven blancas.
¿Por qué la silicona de grado alimenticio no utiliza pigmentos comestibles como el rojo Allura?
En el caso de la silicona apta para uso alimentario, los pigmentos orgánicos sintéticos comestibles como el Rojo Allura no son aditivos seguros. En primer lugar, la normativa prohíbe el uso de estos pigmentos en la silicona apta para uso alimentario.
En segundo lugar, apto para uso alimentario no significa comestible. Los productos de silicona comestibles se utilizan con mayor frecuencia en repostería y procesamiento de alimentos. El rojo Allura, que destiñe, es inaceptable para la silicona, ya que requiere que sus componentes químicos internos no se liberen a altas temperaturas. Además, el proceso de decoloración es incontrolable y cantidades excesivas de pigmentos comestibles pueden ser perjudiciales.
¿Se derrite la goma de silicona al calentarla como el plástico?
A diferencia del plástico, la silicona no se derrite, pero envejece y se descompone rápidamente al exponerse a temperaturas excesivamente altas. Se puede observar que, al sobrecalentarse, su superficie envejece y se torna amarilla, o incluso se carboniza y se vuelve negra, y su dureza también cambia. Siempre que utilice productos de silicona certificados dentro del rango de temperatura especificado, no tendrá que preocuparse por estos problemas.
Leer Temperatura de fusión de la silicona: una guía completa Para obtener más información.
¿Es la silicona un material respetuoso con el medio ambiente?
En comparación con materiales como el plástico que producen microplásticos, La silicona es, sin duda, un material respetuoso con el medio ambiente.
Si bien es cierto que la producción de silicona consume una cantidad considerable de energía y que su descomposición en el medio ambiente es difícil, el uso de productos de silicona duraderos puede reducir significativamente el consumo de materiales desechables y plásticos. Además, la silicona no libera microplásticos, partículas diminutas muy dañinas para el medio ambiente. Asimismo, puede reciclarse en plantas de reciclaje especializadas.
¿Qué tipos de cauchos de silicona existen?
- Caucho de silicona vulcanizable a alta temperatura (HTV): Un tipo de caucho de silicona que se suele vender en láminas o bloques y que requiere altas temperaturas para su curado y moldeo. Gracias a sus buenas propiedades mecánicas, se utiliza a menudo para fabricar juntas tóricas y empaquetaduras.
- Caucho de silicona vulcanizable a temperatura ambiente (RTV): Un caucho de silicona que se vende en forma líquida viscosa, que se cura fácilmente a temperatura ambiente y es el componente principal de los selladores de silicona.
- Caucho de silicona líquida (LSR)Reconocido por su seguridad, su excelente fluidez lo hace idóneo para su uso en productos de precisión.
Aquí encontrará más información sobre los diferentes tipos de caucho de silicona: Una guía sencilla sobre los tipos y aplicaciones del caucho de silicona..
Reflexiones finales
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