Escolher o tipo certo de silicone para a sua aplicação

1. Introdução ao silicone e à sua versatilidade

O silicone é um polímero sintético feito principalmente de silício, oxigénio, carbono e hidrogénio. Destaca-se como um dos materiais mais versáteis utilizados em todas as indústrias devido às suas propriedades notáveis, incluindo flexibilidade excecional, resistência superior à temperatura, estabilidade química extraordinária e elevada biocompatibilidade. Estas caraterísticas tornam o silicone adequado para uma vasta gama de aplicações, desde utensílios de cozinha e dispositivos médicos a componentes automóveis e electrónicos.

Para esclarecer, silicone não deve ser confundido com silícioque é um elemento químico. O silicone é um polímero composto por unidades repetidas de siloxano (uma espinha dorsal de átomos alternados de silício e oxigénio), o que lhe confere as suas propriedades e flexibilidade únicas.

O que torna o silicone ainda mais único é a sua capacidade de ser personalizado em diferentes graus, adaptados a necessidades específicas. Quer se trate da pureza exigida para dispositivos médicos ou da durabilidade necessária para peças industriais, a seleção do grau de silicone correto é crucial para garantir um desempenho ótimo. Este guia ajudá-lo-á a compreender como escolher o grau de silicone correto com base nos requisitos da sua aplicação.

2. Porque é que a seleção do grau é importante

A escolha do grau correto de silicone é mais do que uma mera questão técnica - influencia diretamente o desempenho geral, a longevidade e a segurança do seu produto. O grau errado pode resultar no não cumprimento das normas de desempenho, em problemas de conformidade ou mesmo em riscos de segurança. Por exemplo, a utilização de silicone de grau industrial para implantes médicos pode representar um risco devido à sua menor pureza e biocompatibilidade, levando a reacções adversas no corpo.

Por outro lado, selecionar um silicone de grau superior para uma aplicação não crítica pode ser um desperdício de recursos, aumentando significativamente os custos de produção sem proporcionar qualquer valor acrescentado. Compreender os factores que afectam a seleção do grau de silicone garante que obtém o melhor equilíbrio entre qualidade, desempenho e relação custo-eficácia.

É importante notar que "grau superior" nem sempre significa "melhor"; em vez disso, significa adequado ao objetivo. A seleção do tipo de silicone que corresponde aos requisitos da sua aplicação é fundamental.

3. Visão geral dos tipos de silicone

Os graus de silicone variam significativamente com base na aplicação a que se destinam. Segue-se uma descrição pormenorizada dos tipos de silicone mais comuns e das suas utilizações:

• Grau industrial:
  Frequentemente utilizado em aplicações industriais gerais, o silicone de grau industrial é durável e económico, mas tem geralmente um grau de pureza inferior ao dos silicones de grau alimentar ou médico. É ideal para produtos como peças de máquinas, vedantes e juntas, onde não é necessária uma pureza extrema ou biocompatibilidade. No entanto, o seu grau inferior pode limitar a sua utilização em ambientes mais sensíveis.
• Grau alimentar:
  Esta qualidade foi especificamente concebida para cumprir normas rigorosas para aplicações em contacto com alimentos. O silicone de qualidade alimentar é certificado por organismos reguladores como a FDA sob 21 CFR 177.2600que rege os artigos de borracha destinados a uma utilização repetida em contacto com os alimentos. É normalmente utilizado em utensílios de cozinha, tapetes de cozedura e vedantes para processamento de alimentos. Deve estar isenta de químicos nocivos e cumprir normas de segurança rigorosas para garantir que não altera o sabor ou a segurança dos alimentos.
• Grau médico:
  O silicone de grau médico é formulado para biocompatibilidade, tornando-o ideal para utilização em implantes, tubos médicos e dispositivos como cateteres. Ele deve atender a padrões rigorosos de pureza e segurança, tais como USP Classe VI e normas internacionais como ISO 10993 para testes de biocompatibilidade, para garantir que não causa reacções adversas quando em contacto com o corpo humano. O processo de fabrico do silicone de qualidade médica envolve controlos mais rigorosos para garantir a ausência de contaminantes e impurezas.
• Grau de retardador de chama:
  Este tipo de silicone foi concebido para suportar temperaturas elevadas e evitar a ignição em ambientes propensos ao fogo. É utilizado em aplicações que requerem segurança contra incêndios, tais como componentes automóveis, peças aeroespaciais e materiais de construção. O silicone retardador de chama é formulado para cumprir normas específicas de segurança contra incêndios, tais como UL94 V-0. Além disso, pode estar em conformidade com outras normas, tais como FAR 25.853 (inflamabilidade aeroespacial) e IEC 60695 (segurança eléctrica contra incêndios), o que o torna uma escolha essencial para aplicações em que a resistência ao fogo é fundamental.
• Grau de alta resistência/alta resistência ao rasgamento:
  Para aplicações que exigem uma durabilidade superior, como juntas, vedantes insufláveis e outros componentes de alta tensão, os graus de silicone de alta resistência são a escolha ideal. Estes silicones são resistentes ao rasgamento e oferecem maior flexibilidade, tornando-os ideais para utilização em ambientes difíceis e abrasivos.
• Graus de especialidade:
  Estes incluem silicones concebidos para satisfazer requisitos únicos, tais como resistência ao vapor, desempenho a baixas temperaturas, isolamento elétrico e fluorosilicones-silicones modificados com átomos de flúor para proporcionar uma maior resistência química e ao combustível. Os graus especiais são essenciais para indústrias como a eletrónica, a automóvel e a aeroespacial, onde os graus de silicone normais podem não oferecer o desempenho necessário.

4. Factores-chave na seleção do grau

Ao selecionar o tipo de silicone adequado para a sua aplicação, considere estes factores-chave:

• Utilização prevista:
  O primeiro passo é identificar os requisitos funcionais da sua aplicação. Por exemplo, os dispositivos médicos necessitam de elevada biocompatibilidade e pureza, pelo que o silicone de grau médico é a melhor escolha. Em contrapartida, um vedante de alta temperatura para um forno pode exigir um silicone de alta resistência e resistente ao calor, mas não precisa de cumprir as normas de qualidade médica.
• Condições ambientais:
  Diferentes graus de silicone oferecem diferentes níveis de resistência a factores ambientais como temperaturas extremas, produtos químicos, exposição aos raios UV e ozono. Por exemplo, se a sua aplicação envolver a exposição a calor elevado ou vapor, como em autoclaves ou vaporizadores, é essencial um grau resistente ao vapor.
• Conformidade regulamentar:
  A conformidade regulamentar é uma consideração crítica, particularmente para aplicações alimentares e médicas. Certifique-se de que o tipo de silicone que escolher cumpre as normas regulamentares relevantes, tais como FDA para aplicações de qualidade alimentar ou USP Classe VI e ISO 10993 para dispositivos médicos. Note-se que os requisitos regulamentares variam consoante a região - por exemplo, o Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos (EFSA) rege os materiais que entram em contacto com os alimentos na Europa. O não cumprimento dos regulamentos pode resultar em riscos de segurança significativos ou em consequências legais.
• Propriedades mecânicas:
  As propriedades mecânicas do silicone, como a dureza (medida na Escala Shore A), alongamento, resistência ao rasgamento e flexibilidade, devem estar alinhados com as exigências da sua aplicação. Por exemplo, as peças para automóveis podem exigir silicone de alta resistência com flexibilidade, enquanto um vedante para processamento de alimentos pode exigir um material mais macio e flexível para garantir uma vedação hermética. As gamas típicas de dureza Shore A para aplicações de silicone variam entre cerca de 20 (suave) para 70 (difícil).
• Custo e disponibilidade:
  Embora os silicones de alta qualidade (como os de qualidade médica) ofereçam um desempenho superior, também são mais caros. É fundamental ponderar as necessidades de desempenho em relação ao seu orçamento. Para aplicações não críticas, o silicone de qualidade industrial pode proporcionar um desempenho suficiente a um custo muito inferior. Além disso, considere os factores da cadeia de fornecimento, especialmente para os tipos especiais que podem ter prazos de entrega mais longos.

Tubo de silicone de qualidade médica

5. Exemplos e tabela de aplicações

Para uma compreensão mais clara, eis uma tabela de resumo dos tipos de silicone, das suas propriedades típicas, aplicações e certificações/normas comuns:

6. Conclusão e conselhos práticos

A escolha do grau de silicone correto para a sua aplicação é crucial para garantir que o produto tem um desempenho ótimo e, ao mesmo tempo, cumpre os requisitos de segurança e regulamentares. Trabalhe sempre em estreita colaboração com fornecedores de materiais ou especialistas que o possam orientar na seleção do grau correto com base nas suas necessidades específicas.

Antes de tomar uma decisão final, solicite amostras ou fichas técnicas e efectue testes para validar se o tipo de silicone cumpre os requisitos funcionais da aplicação. A criação de protótipos e os testes iterativos podem ajudar a detetar problemas imprevistos numa fase inicial e evitar erros dispendiosos no futuro.

Se não tiver a certeza sobre qual o tipo de silicone mais adequado para a sua aplicação, não hesite em contacte-nos para obter orientação especializada. Podemos ajudá-lo a selecionar o material certo com base nas suas necessidades específicas e garantir que cumpre todas as normas de segurança e desempenho necessárias.

Referências:

1. FDA 21 CFR 177.2600 - Artigos de borracha destinados a utilização repetida
2. Farmacopeia dos EUA: Plásticos - Ensaios de Reatividade Biológica, USP Classe VI