Las emulsiones de silicona y sus aplicaciones

Las siliconas son compuestos sintéticos, cuya base estructural es el elemento químico silicio. La cadena de silicona alterna átomos de silicio y de oxígeno. Cada silicona tiene dos grupos unidos a la misma y éstos pueden ser grupos orgánicos. Los enlaces entre un átomo de silicio y los dos átomos de oxígeno unidos, son altamente flexibles.

Al unirse la unidad básica a otras unidades básicas, forma moléculas complejas lineales con ramificaciones y los radicales (R) que se unen al silicio son de variada índole. El numero de unidades puede llegar a moléculas gigantes de 1000 o más unidades entre sí por puentes de oxigeno variando así sus propiedades físicas en cuanto a su viscosidad, dureza y resistencia.

Podemos clasificar a las siliconas en relación a la longitud de sus moléculas lo que determinará en gran parte su estado físico.

Todas ellas tienen gran estabilidad química y físicas a temperaturas extremas entre –40° y 400° C de ahí sus usos en la industria. Son perfectos dieléctricos en el mismo rango de temperaturas antedichas y poseen gran resistencia a desnaturalizarse con ácidos y álcalis. Tienen propiedades hidrófobas por lo que son utilizados como impermeabilizante de primera línea.

Las siliconas se usan para variadas aplicaciones. Pueden ser elastómeros y aceites lubricantes. En las naves espaciales, se utilizan para las piezas resistentes al calor, las siliconas son usadas adhesivos, lubricantes, elastómeros, hules, aditivos antiespumantes, emulsiones, etc.

Las emulsiones están hechas con aceite de silicona y generalmente son solubles con el agua. Tienen buena estabilidad y resistencia a condiciones extremas, además de tener un largo período de vida de almacenamiento. Puede ser aplicada por vaporización, inmersión, a brocha o por frotación a los moldes.

Sus aplicaciones generales son: lubricantes, abrillantadores, limpiadores, suavizante, textil, pulidores etc.

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Este proceso se logra a través de la inmersión de los materiales en un baño de zinc fundido a 450°C. El galvanizado por inmersión en caliente, permite un recubrimiento de zinc, que no solo se deposita sobre la superficie, sino que forma una aleación zinc hierro de gran resistencia a los distintos agentes de corrosión de la atmósfera, el agua o el suelo.

¿Que beneficios genera?

Mayor vida útil de los productos
Un producto galvanizado por inmersión tiene una vida útil que varía de 30 a 40 años, dependiendo del grado de exposición.
Sin costo de mantenimiento
Una vez galvanizado, no es necesario pintar ni realizar ningún tipo de mantenimiento.
Bajo costo inicial
El costo de galvanización es bajo comparado con otros métodos de protección.
Versatilidad
El proceso de inmersión permite galvanizar una variada gama de tamaños y formas de los materiales.
Mayor espesor y resistencia de capa
La aleación que se logra da una gran resistencia a golpes y raspaduras derivados de los movimientos o instalaciones
Garantía de recubrimiento
El galvanizado por inmersión asegura un recubrimiento de toda la pieza por dentro y por fuera.
Triple Protección
1. Barrera física: El recubrimiento posee mayor dureza y resistencia que cualquier otro tipo de recubrimiento.
2. Protección electroquímica: Con el paso del tiempo se forma una fina capa de óxido de zinc que actúa como aislante del galvanizado.
3. Autocurado: Ante raspaduras superficiales, se produce un taponamiento por reacción química de la superficie dañada.

Los sistemas que se utilizan para evitar la corrosión del hierro y el acero son esenciales para la utilización económica de estos metales como materiales de construcción.

¿Cómo funciona?

El hierro y el acero se oxidan rápidamente cuando están expuestos a la acción de la atmósfera y el producto de la oxidación, que es esencialmente un óxido de hierro hidratado, y que no protege al metal base, por cuyo motivo este sigue atacándose y llega a destruirse totalmente.

Una forma de evitar el óxido o corrosión, es cubrir la superficie con una barrera impermeable para evitar que la humedad o el aire llegue al metal. Las capas de pintura lo consiguen hasta cierto punto, pero no son eternamente impermeables a la humedad y, en todo caso, se deterioran con el tiempo y entonces permiten el paso de la humedad. Una vez que esto sucede, el metal empieza a oxidarse y se deteriora rápidamente.

El recubrimiento consiste en una progresión de capas de aleación zinc-fierro unidas metalúrgicamente al acero base. Como una protección-berrera el galvanizado provee un recubrimiento tenaz de zinc metalúrgicamente unido que cubre completamente la superficie del acero con una capa de aleación zinc-hierro la cual tiene mayor dureza que el acero base. Esto provee una capa exterior flexible con una adhesión mas fuerte y una excepcional resistencia a la abrasión.

Una característica adicional del Galvanizado por Inmersión en Caliente es que la capa de zinc-hierro crece perpendicularmente a la superficie del acero. El efecto que esto tiene en las esquinas y aristas de los materiales es que el recubrimiento ahí es generalmente más grueso que en el recubrimiento de alrededor. Esto es un marcado contraste hacia otros tipos de recubrimientos protectores que tienden a adelgazarse en las esquinas y aristas de los materiales.

El recubrimiento de Galvanizado es por esta causa más resistente al deterioro físico que una capa de pintura. Aparte de que la totalidad de la superficie de las piezas queda recubierta tanto interior como exteriormente. Igualmente ocurre con las rendijas estrechas, los rincones y las partes ocultas de las piezas, que no quedan bien protegidas por otros tipos de recubrimientos.

Incluso es interesante señalar que si en el recubrimiento hay pequeñas áreas al descubierto (tales como raspaduras) por mal manejo, estas quedan igualmente protegidas contra la oxidación. Ello se debe a la diferencia de potencial electroquímico entre el zinc y el hierro, por lo que el primero se consume con preferencia a este último y le proporciona de esta manera una “protección de sacrificio o catódica”. Este tipo de protección es una de las principales virtudes de los recubrimientos obtenidos en caliente, siendo una de las grandes ventajas que ofrece sobre la protección que proporcionan los tratamientos a base de pinturas o recubrimientos plásticos.

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El Siloxirano como protector anticorrosivo

El entrecruzar un polímero orgánico con uno inorgánico ofrece posibilidades muy interesantes.
Una estructura inorgánica que por sus características se ha investigado es el óxido de silicio, ya que es muy resistente a la corrosión y tiene muy buena capacidad de resistir a altas temperatuas.
De esta forma el grupo inorgánico Si-O2 se ligó a un oxirano aromático llamado Siloxirano® como vemos en la siguiente figura:

Para darle flexibilidad al polímero, la estructura del silicon se hizo cíclica, y para dar una alta densidad de entrecruzamiento las puntas se hicieron penta funcionales. Esta estructura final es homo-polimerizada con el uso de un catalizador, produciendo una estructura tridimensional altamente entrecruzada como se ve en la figura siguiente:

La siguiente figura compara la densidad de entrecruzamiento del Siloxirano con un vinilester epóxico.

Como se puede apreciar el entrecruzamiento del Siloxirano es mucho mas alta que la de los epóxicos. Esto hace que el Siloxirano sea resistente al 98% de todos los ácidos corrosivos, álcalis, solventes, gases y materiales a diferentes temperaturas.

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