Você está preocupado com a segurança do silicone em seus produtos? Tem dúvidas se o silicone contém ingredientes que podem afetar sua aplicação? Este artigo mostrará do que o silicone é feito e como esses ingredientes o afetam, para ajudá-lo a esclarecer essas dúvidas.
O que é silicone?
O silicone não é feito de plástico ou látex. É um material polimérico sintético, formalmente conhecido como polissiloxano. O silicone possui uma estrutura principal composta por átomos de silício e oxigênio alternados, aos quais estão ligados grupos orgânicos como metil e fenil. Isso torna o silicone um material único, possuindo características tanto de substâncias químicas orgânicas quanto inorgânicas.
Dependendo do comprimento dessas cadeias principais, dos tipos de grupos orgânicos e do grau de reticulação entre elas, os silicones podem existir em diversas formas. A borracha de silicone, ou elastômero de silicone, é uma das formas mais comuns de silicone. Além disso, também pode ser encontrada na forma líquida ou como uma resina de silicone mais rígida.
A estrutura única do silicone confere-lhe estas características:
- Ampla faixa de tolerância à temperatura: de 230°C a 60°C
- Quimicamente inerte
- Biocompatibilidade
- Isolamento elétrico
- Resistência às intempéries
Do que é feito o silicone?
O silicone em si é seguro e biocompatível, mas os materiais de silicone geralmente contêm mais do que apenas polissiloxanos. Durante o processo de fabricação, outros produtos químicos podem ser misturados ao material de silicone.
Matéria-prima
A introdução de produtos químicos começa já na fase de matéria-prima. Sílica, metanol e água são as principais matérias-primas para o silicone. A pureza da sílica influencia significativamente a qualidade do silicone. A sílica utilizada na produção industrial de silicone é geralmente areia de quartzo. Ao contrário da areia comum encontrada na praia, a areia de quartzo é sílica de alta pureza, que passou por processos de remoção de impurezas e purificação.
Mas mesmo após a purificação, a areia de quartzo inevitavelmente contém impurezas. O silicone de alta qualidade utiliza areia de quartzo relativamente limpa. A areia de quartzo de grau industrial, que prioriza a relação custo-benefício, pode conter mais minerais com ferro ou elementos como alumínio e potássio, o que pode afetar negativamente a qualidade.
Produtos intermediários (D4, D5, D6)
Após o aquecimento inicial da areia de sílica para separar o silício, ela sofre hidrólise e polimerização., vulcanização, e moldagem para obter o silicone que conhecemos. Durante esse processamento, são produzidos intermediários como D4, D5 e D6. A razão para mencionar especificamente esses intermediários é que eles podem permanecer no produto final, e os intermediários D4, D5 e D6 estão sujeitos a regulamentação rigorosa.
Estudos demonstraram que esses três intermediários representam um risco de acúmulo em organismos e de produção de toxicidade persistente. Pior ainda, eles são voláteis e, quando permanecem em quantidades excessivas dentro do silicone, podem escapar lentamente.
No entanto, você não precisa se preocupar com a segurança do silicone de alta qualidade. A UE já estabeleceu regulamentações para ele, incluindo-o na lista de substâncias químicas a serem testadas no silicone para aplicações cosméticas, alimentícias e outras. Os fabricantes devem controlar seu conteúdo em níveis muito baixos.
Agente Vulcanizante
Outra etapa do processo que inevitavelmente introduz impurezas é a vulcanização. Durante a vulcanização, a matéria-prima do silicone é misturada com agentes vulcanizantes, cargas, pigmentos, aditivos, etc., formando, por fim, um elastômero com determinada resistência. Os agentes vulcanizantes e os subprodutos da vulcanização se misturam ao silicone nessa etapa.
A silicone possui principalmente três métodos de vulcanização: vulcanização com peróxido, vulcanização com platina e vulcanização por condensação. Suas principais características são as seguintes:.
| Características | Vulcanização com peróxido | Vulcanização de platina | Vulcanização por condensação |
| Agente Vulcanizante | peróxido | catalisador de platina | organoestanho |
| Toxicidade dos agentes vulcanizantes | tóxico | inofensivo | tóxico
|
| Potencial para subprodutos tóxicos | Sim | Não | Sim |
| Odor | “odor de borracha
| inodoro
| odor irritante
|
| Custo | barato | caro | moderado |
| Áreas de aplicação | silicone comum | silicone de qualidade alimentar silicone de grau médico | selante de silicone |
A cura com platina é o principal método de cura para a borracha de silicone líquida (LSR), um tipo de borracha de silicone usada nas áreas alimentícia e médica. Mesmo que resíduos do catalisador de platina permaneçam, eles são inofensivos ao corpo humano e não produzem subprodutos nocivos, atendendo assim aos requisitos de segurança.
Se você deseja comprar um silicone mais seguro, escolher um silicone vulcanizado com catalisador de platina é a melhor opção.
Em contraste, a borracha de silicone curada com peróxidos e organoestânicos geralmente apresenta odor, o que representa uma diferença fundamental entre a borracha de silicone de alta qualidade e a comum. Durante o processo catalítico, esses compostos também produzem subprodutos como ácidos e álcoois, que são prejudiciais à saúde humana. A menos que sejam submetidos a sulfetação secundária, esses compostos são geralmente utilizados em silicones de grau industrial.
Enchimento
Além dos agentes vulcanizantes residuais, os fabricantes também introduzem ativamente cargas para melhorar as propriedades da silicone. A carga mais importante da borracha de silicone é a sílica.
A sílica, usada como carga, difere da areia de quartzo, matéria-prima, por ser um nanomaterial mais fino. Às vezes, também é chamada de "negro de fumo branco". A adição de sílica ao silicone o transforma de um material com resistência extremamente baixa em um elastômero flexível, porém relativamente resistente.
Pode-se afirmar que o enchimento de sílica é indispensável para os materiais de silicone. Sem ele, o silicone não possui a resistência ao desgaste, a resistência à tração e a resistência ao rasgo que o tornam amplamente aplicável em diversos campos.
O material de enchimento de sílica adicionado ao silicone pode ser classificado em sílica fumada e sílica precipitada, dependendo do método de síntese.
Sílica fumada (sílica pirogênica)
A sílica fumada, ou sílica pirogênica, é um tipo de sílica produzida em chama. Suas partículas são extremamente pequenas, com menos de 50 nm de tamanho, resultando em uma textura geral muito macia.
Devido ao processo de fabricação, é relativamente caro, mas melhora significativamente as propriedades mecânicas do silicone. Muitas vezes, basta adicionar uma pequena quantidade para aumentar a dureza do silicone de forma eficaz.
Além disso, devido ao seu tamanho de partícula muito pequeno, o silicone com adição de sílica fumada ainda mantém alta transparência. Silicones de alta qualidade utilizam quase que exclusivamente sílica fumada como carga.
Sílica precipitada
O processo de fabricação da sílica precipitada determina seu preço mais baixo. A sílica precipitada é formada em uma solução aquosa, passando por lavagem, secagem e pulverização até se transformar em pó.
As partículas de sílica precipitada são maiores do que as da sílica fumada, com diâmetro entre 5 e 100 nm. O tamanho maior das partículas torna-as menos eficazes no aumento da resistência do silicone do que a sílica fumada. No entanto, a sílica precipitada é uma opção com boa relação custo-benefício e suficiente para aplicações comuns de silicone.
Outros aditivos
Para controlar o grau de adesão entre o material de enchimento de sílica e o silicone, aditivos estruturais são frequentemente adicionados ao silicone. O hexametilsilazano é usado no processo de fabricação do silicone comum, enquanto o silicone de grau médico e o silicone de grau alimentício utilizam óleo de silicone hidroxilado, mais estável e seguro, como aditivo estrutural.
Além disso, existem muitos aditivos utilizados para melhorar ou alterar certas propriedades do silicone. Seus efeitos específicos sobre o silicone são os seguintes:.
Como a composição do silicone afeta o desempenho e as aplicações
Silicone condutor
O silicone possui uma alta constante dielétrica e é frequentemente usado como material isolante elétrico. O negro de fumo e o pó de prata podem tornar o silicone condutor, sendo por isso adicionados ao silicone condutor. Ao mesmo tempo, o negro de fumo também torna o silicone menos propenso a rachaduras devido a forças externas.
Graças às suas propriedades condutoras, o silicone pode ser usado para fabricar botões de controle remoto e juntas de blindagem EMI.
Silicone retardante de chamas
O tri-hidrato de alumina é um retardante de chamas e um componente de selantes de silicone usados para proteção contra fogo ou fumaça. Quando exposto a altas temperaturas, ele produz água para impedir a propagação do fogo.
Silicone termicamente condutor
Para melhorar a condutividade térmica do silicone para uso em almofadas de dissipação de calor, adicionam-se cargas como nitreto de boro ao silicone termicamente condutor. Essas cargas ajudam o silicone a transferir melhor o calor dos componentes que necessitam de dissipação térmica, acelerando o processo de resfriamento.
Silicone com maior resistência às intempéries
O dióxido de titânio torna o silicone mais estável e durável sob a luz solar, o que é sem dúvida importante para aplicações externas frequentemente expostas aos raios ultravioleta. A adição de dióxido de titânio também torna o silicone menos propenso ao amarelamento, retardando seu processo de envelhecimento.
Os materiais de enchimento são usados para melhorar a resistência mecânica do silicone.
Talco em pó
No setor industrial, o talco em pó é um material de enchimento amplamente utilizado. Sua composição química é silicato de magnésio hidratado natural, o que pode reduzir custos e minimizar as alterações permanentes de forma que ocorrem no silicone após a compressão.
Você provavelmente já ouviu falar da má reputação do talco. Ele pode conter amianto, uma substância cancerígena, portanto, o talco industrial jamais deve ser encontrado em silicones de grau médico e alimentício padrão.
Fibra de vidro
A fibra de vidro pode melhorar a resistência mecânica do silicone, tornando-o mais resistente à tensão e ao impacto, mas também afeta a elasticidade do silicone, tornando-o menos flexível. É utilizada em algumas vedações de silicone que exigem maior resistência.
Carbonato de cálcio
Assim como o talco, o carbonato de cálcio também pode reduzir o custo de produção do silicone. Seu efeito na melhoria do desempenho do silicone é mínimo. Em silicones de qualidade inferior, seu teor pode ser relativamente alto.
Vale ressaltar que mais carga nem sempre é melhor. Quantidades adequadas de carga e aditivos podem melhorar o desempenho do silicone, mas o excesso de carga pode afetar a transparência, a flexibilidade e outras propriedades do silicone.
Silicone de qualidade alimentar
A Administração de Alimentos e Medicamentos dos EUA (FDA) e outras agências impuseram requisitos de segurança rigorosos ao silicone de grau alimentício. O silicone de grau alimentício deve ser atóxico e estável, e não deve liberar substâncias químicas nocivas dentro de uma faixa de temperatura específica.
Muitos materiais de enchimento industriais não podem ser adicionados ao silicone de grau alimentício. Como alternativa, o silicone de grau alimentício utiliza materiais de enchimento e aditivos mais seguros e estáveis. Com exceção dos catalisadores de platina e da sílica fumada, o aditivo mais variável no silicone de grau alimentício é a coloração.
Pigmentos para contato com alimentos
O silicone de qualidade alimentar não utiliza pigmentos industriais que podem conter metais pesados, mas sim pigmentos inorgânicos próprios para contato com alimentos, como óxido de ferro e dióxido de titânio. Eles foram escolhidos devido à sua estabilidade, especialmente em condições como o cozimento em altas temperaturas. Você não precisa se preocupar com o desbotamento das cores dos seus utensílios de silicone em contato com sopa quente. Além disso, eles raramente reagem com substâncias químicas presentes nos alimentos.
Melhoria Aaditivos
Alguns dos aditivos mencionados anteriormente na seção sobre aditivos industriais para silicone também podem ser usados para melhorar as propriedades do silicone de grau alimentício após certos processamentos. Alumina e nitreto de boro de grau alimentício podem aumentar a condutividade térmica de tapetes de silicone para assar.
Aantibacteriano Acavalheiro
Como a produção de alimentos exige padrões de higiene mais elevados, alguns produtos de silicone de grau alimentício recebem a adição de agentes antibacterianos, como íons de prata. Pequenas quantidades de íons de prata são inofensivas ao organismo, tornando-os um aditivo seguro. Ao criar melhores condições de higiene, os produtos antibacterianos que atendem aos padrões de segurança, na verdade, aprimoram a segurança da produção de alimentos.
Silicone de grau médico
Devido aos rigorosos requisitos de segurança, o silicone de grau médico raramente contém cargas ou aditivos adicionais. A sílica fumada presente no silicone de grau médico deve atender aos requisitos da USP e passar por uma série de testes de segurança relacionados à área médica. Devido ao seu perfil de segurança, a borracha de silicone curada com platina é o principal método de cura para o silicone utilizado em aplicações médicas.
Bário Sulfato
Como alguns instrumentos de silicone requerem imagens de raios X, o sulfato de bário é adicionado ao silicone como um componente para aumentar sua densidade. Esse aditivo passa por testes rigorosos antes do uso oficial, garantindo sua segurança.
Aantibacteriano Acavalheiro
Assim como o silicone de grau alimentício, alguns silicones de grau médico também contêm íons de prata, um ingrediente antibacteriano. A diferença é que o silicone de grau médico com adição de íons de prata precisa passar por testes de citotoxicidade e irritação.
O silicone é seguro?
Se você se refere a silicone de grau alimentício e de grau médico e seus produtos, eles são seguros desde que possuam certificações de segurança e sejam usados adequadamente. O silicone de grau industrial, devido ao seu processo de fabricação e aos aditivos que contém, não garante segurança para o corpo.
Produtos de silicone de alta qualidade que atendem aos padrões são livres de substâncias químicas tóxicas, como BPA e ftalatos. Sua segurança é garantida não apenas por sua estabilidade inerente, mas também pelas regulamentações nacionais.
Para silicone de grau alimentício, essa norma pode ser a FDA 21 CFR Parte 177.2600 ou a mais rigorosa LFGB. O silicone de grau médico deve estar em conformidade com a USP Classe VI, ISO 10993, ISO 13485 e passar por uma série de testes.
Se você quiser saber mais sobre a segurança do silicone, leia O silicone é tóxico?: Guia de segurança do silicone.
Perguntas frequentes
Posso personalizar o silicone com uma fórmula ou para atender a necessidades específicas?
Alguns fabricantes oferecem formulações de silicone personalizadas, embora geralmente haja uma quantidade mínima de pedido. Você pode fornecer uma fórmula existente ou especificar requisitos para personalização. Uma equipe profissional de P&D irá primeiro experimentar formulações com base nas suas necessidades e, em seguida, enviar amostras para testes.
Os componentes personalizáveis incluem pigmentos para correspondência de cores, cargas e aditivos para melhorar ou alterar a condutividade e a transparência, ou componentes que afetam a tempo de cura do selante de silicone.
Como posso confirmar se o silicone que comprei é seguro?
Primeiramente, ao comprar silicone, confirme se o produto atende aos padrões da FDA, USP e outros.
Após receber o produto, você pode começar cheirando-o para verificar se possui algum odor. Silicones de grau alimentício e médico, por utilizarem um processo de vulcanização com platina, geralmente não têm odor.
Você também pode observar a transparência do silicone após ele ter sido esticado. Silicones que contêm grande quantidade de cargas de baixa qualidade, silicones que utilizam sílica precipitada e silicones sem estabilizadores estruturais geralmente apresentam baixa transparência e ficam brancos.
Por que o silicone de qualidade alimentar não usa pigmentos comestíveis como o vermelho Allura?
Para silicone de grau alimentício, pigmentos orgânicos sintéticos comestíveis como o Vermelho Allura não são aditivos seguros. Em primeiro lugar, as regulamentações proíbem o uso desses pigmentos em silicone de grau alimentício.
Em segundo lugar, grau alimentício não significa comestível. Produtos de silicone comestíveis são mais comumente usados em confeitaria e processamento. O vermelho Allura, que solta tinta, é inaceitável para silicone, que exige que seus componentes químicos internos não sejam liberados em altas temperaturas. Além disso, o processo de transferência de cor é incontrolável e quantidades excessivas de pigmentos comestíveis podem ser prejudiciais.
A borracha de silicone derrete quando aquecida como o plástico?
Ao contrário do plástico, o silicone não derrete propriamente, mas envelhece e se decompõe rapidamente quando exposto a temperaturas excessivamente altas. É possível observar que, quando superaquecido, sua superfície envelhece e amarela, ou até mesmo carboniza e fica preta, e sua dureza também se altera. Contanto que você utilize produtos de silicone certificados dentro da faixa de temperatura especificada, não precisa se preocupar com esses problemas.
Ler Ponto de fusão do silicone: um guia completo Para saber mais.
O silicone é um material ecologicamente correto?
Em comparação com materiais como o plástico que produzem microplásticos, O silicone é, sem dúvida, um material ecologicamente correto.
Embora seja verdade que a produção de silicone consuma uma quantidade significativa de energia e seja difícil de decompor no meio ambiente, o uso de produtos de silicone duráveis pode reduzir consideravelmente o uso de materiais descartáveis e plásticos. O silicone também não libera microplásticos, que são partículas minúsculas muito prejudiciais ao meio ambiente. Além disso, pode ser reciclado em instalações especializadas.
Quais são os tipos de borrachas de silicone que existem?
- Borracha de silicone vulcanizada a alta temperatura (HTV): Um tipo de borracha de silicone normalmente vendida em folhas ou blocos, que requer altas temperaturas para cura e moldagem. Devido às suas boas propriedades mecânicas, é frequentemente usada na fabricação de anéis de vedação e juntas.
- Borracha de silicone vulcanizável à temperatura ambiente (RTV): Uma borracha de silicone vendida em forma líquida viscosa que cura facilmente à temperatura ambiente e é o principal componente dos selantes de silicone.
- Borracha de silicone líquida (LSR)Famoso por sua segurança, sua excelente fluidez o torna adequado para uso em produtos de precisão.
Aqui você encontra mais informações sobre os diferentes tipos de borracha de silicone: Um guia simples sobre os tipos e aplicações da borracha de silicone..
Considerações finais
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