Silicone contro silicone

Qual è la differenza tra loro?

È molto facile confondere le parole silicone con silicio poiché l'unica differenza visibile è che una delle parole ha una "e" alla fine. Anche se sono scritte in modo così simile, queste due parole rappresentano due sostanze molto diverse. Entrambi i materiali sono ampiamente utilizzati, entrambi contengono silicio e sono scritti quasi allo stesso modo, ma ci sono differenze significative.

Uno è un elemento della tavola periodica, mentre l'altro è un composto che contiene quell'elemento. Non sono la stessa cosa, così come non lo è dire che carbonio e grasso sono la stessa cosa. Il silicio è un elemento chimico naturale. Il silicio, un elemento non metallico, è un materiale semiconduttore che può essere utilizzato per realizzare dispositivi a semiconduttore e circuiti integrati. In precedenza era noto come "silicio".

Il silicone è un prodotto artificiale. Il silicone è un poliorganosilossano con silossano (—R₂Si—O—SiR₂—) come unità strutturale, dove R rappresenta gruppi organici come metile e fenile. Questo tipo di polimero ha un legame Si—O ripetuto come catena principale e il gruppo organico è direttamente collegato all'atomo di silicio. La formula generale è (dove n=1-3, m≥2).

Definizione e struttura
Il silicone è un composto polimerico composto da unità silossaniche. La catena principale è composta da atomi di silicio e atomi di ossigeno alternati (Si—O—Si), con una struttura simile a quella del quarzo (biossido di silicio), ma la catena laterale è legata a gruppi organici (come metile e fenile). La sua formula chimica può essere espressa come [R₂SiO]ₙ, dove n rappresenta il numero di segmenti della catena silicio-ossigeno e m rappresenta il grado di polimerizzazione.

Classificazione delle applicazioni
I prodotti principali includono olio di silicone, gomma di silicone, resina di silicone, ecc., ampiamente utilizzati nei settori cosmetico, elettronico, aerospaziale e in altri settori.

In breve, il silicio è l'elemento chimico Si, mentre il silicone è un polimero sintetico. Chiarire la differenza tra i due è fondamentale per gli operatori del settore e per le comunicazioni dei marchi.

Cos'è il silicio?

Il silicio (Silicio), un elemento non metallico del terzo periodo e del quarto gruppo della tavola periodica, ha come simbolo Si, numero atomico 14 e massa atomica relativa di 28.086. Esistono due tipi di sostanze singole: cristalline e amorfe. Il silicio cristallino è di colore blu-grigio, con una densità relativa di 2.32-2.34 g/cm³, un punto di fusione di 3 °C e un punto di ebollizione di 1414 °C. Il silicio amorfo è una polvere grigio-nera, insolubile in acqua e soluzione di acido fluoridrico, ma solubile in alcali e in una miscela di acido fluoridrico e acido nitrico. Il silicio cristallino ha una conduttività evidente, inferiore a quella dei metalli, che aumenta con l'aumentare della temperatura. Il silicio ad alta purezza drogato con tracce di fosforo può essere utilizzato per preparare semiconduttori di tipo n, mentre quello drogato con tracce di boro può essere utilizzato per preparare semiconduttori di tipo p. È inattivo a temperatura ambiente e non ha effetti evidenti su aria, acqua e acidi (ad eccezione dell'acido fluoridrico e del suo acido misto). Può dissolversi lentamente in una soluzione alcalina concentrata per formare silicati solubili e rilasciare idrogeno. Può reagire con gli alogeni per formare tetraalogenuro di silicio se riscaldato. Può reagire con elementi non metallici come ossigeno, carbonio, azoto e zolfo ad alte temperature. Può anche reagire con metalli come calcio e magnesio per formare i corrispondenti siliciuri metallici. Può dissolversi in un acido misto di acido nitrico concentrato e acido fluoridrico per formare biossido di silicio, che poi si dissolve in tetrafluoruro di silicio.
Anche il silicio è un elemento estremamente comune. In natura, si presenta solitamente sotto forma di silicati complessi o biossido di silicio, ed è ampiamente presente in rocce, ghiaia e polvere. Il silicio si colloca all'ottavo posto nell'universo in termini di riserve. È ampiamente distribuito in polvere, sabbia, pianeti e pianeti in varie forme di biossido di silicio (silicati) o silicati. Il contenuto di silicio nella crosta terrestre è secondo solo all'ossigeno. Tuttavia, il silicio è raro in natura. Il silicio naturale si trova solo nei depositi di zolfo di tipo skarn e polimetallici nel Fujian. È di colore bianco-grigio-argento brillante, ha una forte lucentezza metallica ed è fragile.
Grazie alle sue eccellenti proprietà di semiconduttore, il silicio è diventato l'elemento principale per la realizzazione di chip per computer ed è indispensabile nell'industria elettronica, informatica, delle comunicazioni in fibra ottica e dell'energia solare.

A cosa serve il silicio?

I principali settori applicativi del silicio includono semiconduttori, nuove energie, materiali chimici, tecnologie delle comunicazioni e altri settori industriali moderni. Le sue proprietà uniche supportano lo sviluppo di settori chiave come l'industria elettronica, la produzione di energia fotovoltaica e la produzione di silicone.

Il silicio forma rapidamente e facilmente un legame chimico con l'elemento ossigeno (O), quindi raramente, se non mai, si osserva in natura nella sua forma pura. Tuttavia, è presente in molti prodotti e trova impiego in numerose applicazioni industriali

Il silicio viene utilizzato principalmente per scopi commerciali che non richiedono separazione e richiedono una lavorazione minima dei minerali naturali a base di silicio. Alcuni degli usi del silicio includono l'applicazione industriale in sabbia silicea, argille e pietre. Il cemento Portland utilizza i silicati per stucco e malta. Mescolandolo con ghiaia e sabbia silicea, si ottiene calcestruzzo per marciapiedi, strade e fondamenta. Il silicio è anche utile nella produzione di ceramiche bianche come la porcellana, mentre il biossido di silicio è il materiale principale per le comunicazioni in fibra ottica.

I carburi di silicio, composti del silicio, possono essere utili come abrasivi e materiali per ceramiche ad alta resistenza. Il silicio costituisce anche la base per polimeri sintetici noti come siliconi, tra cui gomma siliconica, olio siliconico, resina siliconica, ecc., ampiamente utilizzati nella produzione automobilistica (guarnizioni), apparecchiature mediche (cateteri), edilizia (materiali impermeabili) e altri settori. Il periodo compreso tra la fine del XX e l'inizio del XXI secolo è stato definito "Era del Silicio", nota anche come "Era dell'Informazione" o "Era Digitale". Tutto ciò è dovuto al significativo impatto del silicio elementare sull'economia del mondo moderno.  

Sebbene utilizzato in una piccola parte dell'elettronica a semiconduttori, in una percentuale inferiore al 10%, il silicio altamente purificato è essenziale per i transistor MOS (Metal-Oxide Silicon Transistor). Anche i chip integrati utilizzano il silicio nelle tecnologie più avanzate, come telefoni cellulari e computer. Ad esempio, il transistor MOSFET (Metal-Oxide Silicon Field-Effect Transistor) è il dispositivo al silicio più diffuso e di maggior successo. È probabilmente il dispositivo più prodotto in assoluto nella storia della tecnologia e della scienza. Industrie come la fusione dell'alluminio, la raffinazione dell'acciaio e la produzione di prodotti chimici fini utilizzano spesso silicio libero per produrre silice pirogenica . Industria dei semiconduttori ed elettronica: Produzione di chip: Il silicio ad alta purezza è il substrato principale dei componenti elettronici come circuiti integrati, CPU e memorie, supportando il funzionamento di dispositivi digitali come computer e smartphone. Viene applicato a laser a semiconduttore, LED, OLED e altri settori per soddisfare le esigenze di materiali ad alta efficienza delle apparecchiature di elettronica di potenza.

Nuove energie e sviluppo sostenibile

Generazione di energia fotovoltaica: il polisilicio di grado solare è la materia prima principale delle celle fotovoltaiche, supportando lo sviluppo su larga scala dell'industria fotovoltaica globale.

Accumulo di energia eolica: i sigillanti siliconici vengono utilizzati per la sigillatura impermeabile e la protezione dei componenti delle turbine eoliche, migliorando la durata delle apparecchiature.

Il silicio è anche un elemento essenziale in biologia, sebbene la fisiologia animale ne richieda solo tracce nel corpo. Tuttavia, è noto che varie specie oceaniche, come le spugne marine e i microrganismi come i radiolari e le diatomee, secernono strutture scheletriche a base di silice. È noto anche che la silice si deposita in vari tessuti vegetali. 

Cos'è il silicone?

A differenza del silicio, il silicone è un composto sintetico costituito da silossani. Il silicone è composto da silicio, ossigeno e altri elementi come idrogeno e carbonio. I siliconi (ce ne sono molti) si riferiscono a composti contenenti legami Si-C e almeno un gruppo organico direttamente collegato agli atomi di silicio. Anche i composti che collegano i gruppi organici agli atomi di silicio tramite ossigeno, zolfo, azoto, ecc. sono generalmente considerati composti organici del silicio. Tra questi, i polisilossani con legami silicio-ossigeno (-Si-O-Si-) come scheletro sono il tipo di composto organico del silicio più numeroso, più studiato e più utilizzato, rappresentando oltre il 90% dell'utilizzo totale.

Grazie alla sua struttura unica, il silicone combina le proprietà dei materiali sia inorganici che organici. Possiede proprietà di base come bassa tensione superficiale, basso coefficiente di viscosità-temperatura, elevata comprimibilità ed elevata permeabilità ai gas. Presenta inoltre eccellenti proprietà come resistenza alle alte e basse temperature, isolamento elettrico, stabilità all'ossidazione, resistenza agli agenti atmosferici, ritardante di fiamma, idrofobicità, resistenza alla corrosione, atossicità e inerzia fisiologica. È ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale, elettronico, edile, dei trasporti, chimico, tessile, alimentare, dell'industria leggera e medicale. Il silicone viene utilizzato principalmente per sigillatura, incollaggio, lubrificazione, rivestimento, attività superficiale, sformatura, antischiuma, soppressione della schiuma, impermeabilizzazione, impermeabilizzazione e riempimento inerte. Con la continua crescita del numero e della varietà di siliconi, i campi di applicazione sono in continua espansione, formando un importante sistema di prodotti unico nel settore dei nuovi materiali chimici. Molte varietà sono indispensabili e non possono essere sostituite da altri prodotti chimici.
Gli organismi necessitano anche della partecipazione dei siliconi al metabolismo. Di solito, questi siliconi esistono sotto forma di silicati o eteri silanici. I siliconi svolgono un ruolo importante in varie funzioni dell'organismo e sono direttamente correlati all'assorbimento dei minerali. Il corpo umano medio contiene circa sette grammi di silicio, una quantità di gran lunga superiore a quella di altri minerali importanti come il ferro. Ferro e silicio sono elementi essenziali per il corpo umano e svolgono un ruolo molto importante nel mantenimento di un metabolismo normale.
I materiali di silicio organico possono essere suddivisi in: agenti di accoppiamento silanici (reagenti chimici del silicio organico), silicio organico bioattivo, olio di silicone (grasso al silicone, emulsione al silicone, tensioattivo al silicone), gomma siliconica vulcanizzata ad alta temperatura, gomma siliconica liquida, resina siliconica, compositi, ecc. a seconda delle loro diverse forme.

In base alle loro diverse forme, i materiali siliconici possono essere suddivisi in: agenti accoppianti silanici (reagenti chimici siliconici), olio siliconico (grasso siliconico, emulsione siliconica, tensioattivo siliconico), gomma siliconica vulcanizzata ad alta temperatura, gomma siliconica liquida, resina siliconica, compositi, ecc.
Agente di accoppiamento silanico
Esistono generalmente tre modi per applicare gli agenti accoppianti al silano:
Il primo è come agente di trattamento superficiale per materiali scheletrici; il secondo è aggiungerlo agli adesivi; il terzo è aggiungerlo direttamente ai materiali polimerici. Dal punto di vista di sfruttarne appieno l'efficacia e ridurre i costi, i primi due metodi sono migliori.
L'applicazione degli agenti accoppianti silanici può essere riassunta approssimativamente in tre aspetti:

1. Utilizzato per il trattamento superficiale della fibra di vetro, può migliorare le prestazioni di adesione tra fibra di vetro e resina, migliorando significativamente la resistenza, le proprietà elettriche, la resistenza all'acqua, la resistenza agli agenti atmosferici e altre proprietà dei materiali compositi rinforzati con fibra di vetro, anche allo stato umido, con un effetto significativo sul miglioramento delle proprietà meccaniche dei materiali compositi. L'uso di agenti accoppianti silanici nelle fibre di vetro è piuttosto comune e gli agenti accoppianti silanici utilizzati in questo ambito rappresentano circa il 50% del consumo totale; tra queste, le varietà più comunemente utilizzate sono il vinilsilano, l'amminosilano, il metacrilossisilano, ecc.
2. Utilizzato per il riempimento di materie plastiche con cariche inorganiche. La carica può essere trattata superficialmente in anticipo o aggiunta direttamente alla resina. Può migliorare la disperdibilità e l'adesione della carica alla resina, migliorare le prestazioni del processo e la resistenza meccanica, elettrica e agli agenti atmosferici della plastica caricata (inclusa la gomma).
3. Utilizzato come adesivante per sigillanti, adesivi e rivestimenti, può migliorarne l'adesione, la resistenza all'acqua, la resistenza agli agenti atmosferici e altre proprietà. Gli agenti accoppianti silanici possono spesso risolvere il problema dell'incapacità di alcuni materiali di aderire.
   Silicone bioattivo
   I siliconi completamente assorbibili dagli organismi sono ampiamente presenti nelle piante, come grano, avena e altri cereali. Finora, gli scienziati hanno scoperto che il contenuto più elevato si trova nella verbena (Equisetumarvense). Finora, solo alcuni paesi sviluppati, come la Francia, hanno perfezionato la tecnologia di estrazione del silicone liquido bioassorbibile ad alta purezza.
   olio di silicone
   L'olio siliconico è un polisilossano con una struttura a catena con diversi gradi di polimerizzazione. L'olio siliconico più comunemente utilizzato è l'olio metilsiliconico. L'olio siliconico è generalmente un liquido incolore (o giallo chiaro), inodore, atossico e non volatile. L'olio siliconico è insolubile in acqua, metanolo, glicole ed etossietanolo, ma è miscibile con benzene, dimetiletere, metiletilchetone, tetracloruro di carbonio o cherosene, ed è leggermente solubile in acetone, diossano, etanolo e butanolo. Ha una pressione di vapore molto bassa, un punto di infiammabilità e un punto di accensione elevati e un basso punto di congelamento. Al variare del numero di segmenti di catena n, il peso molecolare aumenta e aumenta anche la viscosità, quindi l'olio siliconico può avere diverse viscosità. In base alla struttura chimica, l'olio siliconico può essere suddiviso in olio metilico siliconico, olio etilico siliconico, olio fenilico siliconico, olio metilico idrogenato siliconico, olio metilfenilico siliconico, olio metilico clorofenilico siliconico, olio metilico etossilico, olio metilico trifluoropropilico siliconico, olio metilvinilico siliconico, olio metilico idrossilico siliconico, olio etilico idrogenato siliconico, olio idrossilico siliconico, olio siliconico al cianuro, ecc.; a seconda dello scopo, esistono oli siliconici smorzanti, oli siliconici per pompe a diffusione, oli idraulici, oli isolanti, oli termovettori, oli per freni, ecc. L'olio siliconico presenta un'eccellente resistenza al calore, isolamento elettrico, resistenza agli agenti atmosferici, idrofobicità, inerzia fisiologica e bassa tensione superficiale. Inoltre, presenta un basso coefficiente di viscosità-temperatura e un'elevata resistenza alla compressione. Alcune varietà presentano anche resistenza alle radiazioni.
   L'emulsione di silicio organico (una forma di olio di silicone) comprende principalmente un agente di finitura ammorbidente per tessuti a base di olio di silicone; antischiuma di tipo emulsione di olio di silicone: è l'antischiuma di silicio organico più ampiamente utilizzato e nella quantità maggiore.
   Gomma di silicone
4. Gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente
   La gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente (RTV) è un nuovo tipo di elastomero siliconico organico introdotto negli anni '1960. La caratteristica più importante di questa gomma è la sua capacità di polimerizzazione in situ a temperatura ambiente, senza riscaldamento o pressurizzazione, e la sua estrema praticità d'uso. Pertanto, è rapidamente diventata un componente fondamentale dell'intero settore dei prodotti in silicone organico fin dal suo debutto. La gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente è stata ampiamente utilizzata come adesivi, sigillanti, rivestimenti protettivi, materiali per incapsulamento e stampaggio, e trova impiego in tutti gli ambiti della vita.
   Classificazione
   La gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente può essere suddivisa in gomma siliconica monocomponente e bicomponente a seconda del metodo di confezionamento, e può essere suddivisa in tipo di condensazione e tipo di addizione a seconda del meccanismo di vulcanizzazione. Pertanto, la gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente può essere suddivisa in tre tipologie a seconda della composizione, del meccanismo di vulcanizzazione e del processo di utilizzo: gomma siliconica monocomponente vulcanizzata a temperatura ambiente, gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente a condensazione e gomma siliconica liquida bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente a addizione. Queste tre tipologie di gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente presentano ciascuna caratteristiche specifiche: il vantaggio della gomma siliconica monocomponente vulcanizzata a temperatura ambiente è la facilità d'uso, ma la velocità di polimerizzazione profonda è difficile; il vantaggio della gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente è che non rilascia calore durante la polimerizzazione, ha un tasso di ritiro molto basso, non si espande, non presenta tensioni interne e può essere polimerizzata simultaneamente sia internamente che in superficie, e può essere vulcanizzata in profondità. il tempo di vulcanizzazione della gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente con metodo di addizione è determinato principalmente dalla temperatura, quindi la velocità di vulcanizzazione può essere controllata regolando la temperatura.
   Gomma siliconica monocomponente vulcanizzata a temperatura ambiente
   La reazione di vulcanizzazione della gomma siliconica monocomponente vulcanizzata a temperatura ambiente consiste nel reagire con l'umidità presente nell'aria per vulcanizzare in un elastomero. Con diversi agenti di catena, la gomma siliconica monocomponente vulcanizzata a temperatura ambiente può essere di diverse tipologie, come la deacidificazione, la deossima, la dealcoholizzazione, la deammina, la deammide e la dechetone. Il tempo di vulcanizzazione della gomma siliconica monocomponente vulcanizzata a temperatura ambiente dipende dal sistema di vulcanizzazione, dalla temperatura, dall'umidità e dallo spessore dello strato di gomma siliconica. L'aumento della temperatura e dell'umidità ambientale può accelerare il processo di vulcanizzazione. In condizioni ambientali tipiche, la superficie della gomma siliconica può diventare non appiccicosa dopo 15-30 minuti e lo strato adesivo, con uno spessore di 0.3 cm, può essere polimerizzato entro un giorno. La profondità e la resistenza della polimerizzazione aumenteranno gradualmente in circa tre settimane.
   La gomma siliconica monocomponente vulcanizzata a temperatura ambiente presenta eccellenti proprietà elettriche e inerzia chimica, oltre a resistenza al calore, resistenza all'invecchiamento naturale, resistenza alla fiamma, resistenza all'umidità e traspirabilità. Mantiene l'elasticità a lungo in un intervallo di temperatura compreso tra -60 e 200 °C. Non assorbe né rilascia calore durante la polimerizzazione, presenta un basso tasso di ritiro dopo la polimerizzazione e ha una buona adesione ai materiali. Pertanto, viene utilizzata principalmente come adesivo e sigillante. Altre applicazioni includono guarnizioni formate in situ, rivestimenti protettivi e materiali per calafataggio. Molti adesivi in gomma siliconica monocomponente sono formulati per presentare proprietà di adesione automatica a una varietà di materiali, come la maggior parte dei metalli, vetro, ceramica e calcestruzzo. Quando l'adesione è difficile, è possibile applicare un primer al substrato per migliorarne la resistenza. Il primer può essere un monomero silanico reattivo o una resina. Quando polimerizzano sul substrato, formano una superficie modificata adatta all'incollaggio del silicone. Sebbene la gomma siliconica monocomponente vulcanizzata a temperatura ambiente sia facile da usare, la sua vulcanizzazione dipende dall'umidità atmosferica, che limita lo spessore della gomma vulcanizzata e può essere utilizzata solo in situazioni in cui è richiesto uno spessore inferiore a 6 mm. La reazione di vulcanizzazione della gomma siliconica monocomponente vulcanizzata a temperatura ambiente avviene gradualmente dalla superficie verso la profondità. Più spesso è lo strato di colla, più lenta è la vulcanizzazione. Quando anche la parte profonda deve essere vulcanizzata rapidamente, è possibile utilizzare il metodo di vulcanizzazione step-by-step a colata stratificata. È possibile aggiungere un po' di colla ogni volta e poi aggiungerla dopo la vulcanizzazione, il che può ridurre il tempo totale di vulcanizzazione. L'aggiunta di ossido di magnesio può accelerare la vulcanizzazione della colla profonda.
   Gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente per condensazione
   La reazione di vulcanizzazione della gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente non è innescata dall'umidità presente nell'aria, ma da un catalizzatore. Solitamente, la gomma e il catalizzatore sono confezionati come un unico componente. La vulcanizzazione inizia solo quando i due componenti sono completamente miscelati. Il tempo di vulcanizzazione della gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente per condensazione dipende principalmente dal tipo, dalla quantità e dalla temperatura del catalizzatore. Maggiore è la quantità di catalizzatore utilizzata, più rapida è la vulcanizzazione e più breve è il tempo di conservazione. A temperatura ambiente, il tempo di conservazione è generalmente di poche ore. Se si desidera prolungare il tempo di conservazione della gomma, è possibile utilizzare il metodo di raffreddamento. La gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente per condensazione impiega circa un giorno per raggiungere la completa vulcanizzazione a temperatura ambiente, mentre a una temperatura di 1 °C impiega solo 150 ora. La velocità di vulcanizzazione può essere aumentata significativamente utilizzando un acceleratore per un effetto sinergico.
   La gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente mantiene l'elasticità a lungo nell'intervallo di temperatura da 65 a 250 °C e presenta eccellenti proprietà elettriche e stabilità chimica. È resistente all'acqua, all'ozono e agli agenti atmosferici. Inoltre, è semplice da usare e ha una solida applicabilità ai processi. Pertanto, è ampiamente utilizzata come materiale per riempimento e stampaggio. Dopo il rivestimento e il riempimento di vari componenti elettronici ed elettrici con gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente, questi possono svolgere una funzione protettiva, come la resistenza all'umidità (anticorrosione, antiurto, ecc.). Può migliorare le prestazioni e i parametri di stabilità. La gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente è particolarmente adatta per materiali da riempimento profondo e presenta un tempo di vulcanizzazione più rapido, superiore a quello della gomma siliconica monocomponente vulcanizzata a temperatura ambiente. La gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente presenta eccellenti proprietà antiaderenti dopo la vulcanizzazione e il tasso di ritiro durante la vulcanizzazione è estremamente ridotto. Pertanto, è adatto per la realizzazione di stampi morbidi per la fusione di resine epossidiche, resine poliestere, polistirene, poliuretano, plastica vinilica, paraffina, leghe a basso punto di fusione, ecc. Inoltre, le elevate prestazioni di simulazione della gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente possono essere utilizzate per replicare vari motivi raffinati su reperti culturali. Quando si utilizza la gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente, è necessario prestare attenzione: prima pesare separatamente la gomma e il catalizzatore, quindi mescolarli in proporzione. Processo di miscelazione: il processo deve essere eseguito con attenzione per ridurre al minimo la quantità di gas intrappolato. Dopo che il materiale in gomma è miscelato (colore uniforme), le bolle possono essere rimosse mantenendo o riducendo la pressione (grado di vuoto 700 mmHg). Dopo che tutte le bolle sono state scaricate, il materiale viene posto a temperatura ambiente o a una temperatura specificata per un certo periodo di tempo per vulcanizzare in gomma siliconica.
   Gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente per addizione
   La gomma siliconica bicomponente vulcanizzata a temperatura ambiente per addizione si divide in gel siliconico elastico e gomma siliconica. La prima ha una resistenza inferiore, la seconda maggiore. Il loro meccanismo di vulcanizzazione si basa sulla reazione di addizione (reazione di sililazione dell'idrogeno) tra il vinile (o propilene) sul gruppo terminale della gomma siliconica organica grezza e il gruppo idrogeno del silicio sulla molecola dell'agente reticolante. In questa reazione non vengono rilasciati sottoprodotti. Poiché durante il processo di reticolazione non vengono rilasciate sostanze a basso peso molecolare, la gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente per addizione non si ritira durante il processo di vulcanizzazione. Questo tipo di gomma vulcanizzata è atossico, ha un'elevata resistenza meccanica e un'eccellente stabilità all'idrolisi (anche con vapore ad alta pressione), un buon compression set basso, bassa infiammabilità, una vulcanizzazione profonda e una velocità di vulcanizzazione controllabile dalla temperatura. Pertanto, si tratta di un tipo di gomma siliconica in fase di sviluppo intenso sia in patria che all'estero.
   Gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente di tipo additivo
   Il metodo di confezionamento è generalmente suddiviso in due componenti, A e B: il catalizzatore viene utilizzato come un componente; l'agente reticolante come un altro. La gomma siliconica vulcanizzata a temperatura ambiente per addizione ad alta resistenza è un materiale eccellente per lo stampaggio grazie al suo basso ritiro lineare e all'assenza di rilascio di molecole basse durante la vulcanizzazione. È stata ampiamente utilizzata nell'industria meccanica per lo stampaggio di resine epossidiche, resine poliestere, poliuretani, polistirene, plastiche viniliche, paraffina, leghe a basso punto di fusione, calcestruzzo, ecc. Utilizzando la vulcanizzazione a temperatura ambiente per addizione.
5. Gomma siliconica vulcanizzata ad alta temperatura
   La gomma siliconica vulcanizzata ad alta temperatura è un polisilicone ad alto peso molecolare (il peso molecolare è generalmente compreso tra 400,000 e 800,000). Il silicone (ovvero la gomma grezza) viene addizionato di cariche rinforzanti e vari altri additivi, mentre il perossido organico viene utilizzato come agente vulcanizzante. Viene pressurizzato (stampato, estruso, calandrato) o iniettato e reticolato ad alta temperatura fino a formare la gomma. Questa gomma è generalmente chiamata gomma siliconica.
   Il riempitivo di rinforzo della gomma siliconica è costituito da vari tipi di nerofumo bianco, che può aumentare di dieci volte la resistenza della gomma vulcanizzata. L'aggiunta di vari additivi serve principalmente a ridurre il costo della gomma, migliorarne le proprietà e conferire alla gomma vulcanizzata diverse proprietà speciali, come la capacità di essere ignifuga e conduttiva.
6. Gel di silicone
   Dopo la vulcanizzazione, questa gomma si trasforma in un gel di silicone organico morbido e trasparente, in grado di mantenere a lungo la sua elasticità in un intervallo di temperatura compreso tra -65 e 200 °C. Presenta eccellenti proprietà elettriche e stabilità chimica, resistenza all'acqua, all'ozono, all'invecchiamento dovuto agli agenti atmosferici, idrofobicità, resistenza all'umidità, resistenza agli urti, assenza di corrosione, ed è fisiologicamente inerte, atossico, inodore, facile da infondere, può essere vulcanizzato in profondità e presenta un ritiro lineare. Grazie ai vantaggi della bassa velocità e della semplicità d'uso, il gel di silicone è ampiamente utilizzato come materiale di rivestimento e di incapsulamento a prova di umidità e isolante per componenti elettronici nell'industria elettronica, proteggendoli da polvere, umidità, urti e isolamento. L'utilizzo di gel trasparente per l'incapsulamento dei componenti elettronici non solo protegge da urti e acqua, ma consente anche di visualizzare i componenti e di individuare eventuali guasti con una sonda, per poi sostituirli. Il gel di silicone danneggiato può essere incapsulato e riparato. Grazie alla sua elevata purezza, alla facilità d'uso e alla sua certa elasticità, il gel di silicone è un materiale di rivestimento interno ideale per transistor e circuiti integrati, in grado di migliorare la velocità di trasmissione e l'affidabilità dei dispositivi a semiconduttore; il gel di silicone può anche essere utilizzato come adesivo elastico per strumenti ottici. In medicina, il gel di silicone può essere utilizzato come organo impiantato nel corpo umano, come un seno artificiale, e per riparare organi danneggiati.
7. Gomma siliconica espansa
   La gomma siliconica espansa si presenta allo stato liquido prima della vulcanizzazione ed è adatta per materiali da incapsulamento. La gomma siliconica espansa è un materiale da imballaggio leggero ideale grazie alla sua elevata stabilità termica, al buon isolamento termico, alla resistenza all'umidità e alla resistenza sismica, in particolare alle alte frequenze.
   Dow Corning, negli Stati Uniti, ha sviluppato una gomma siliconica espansa ignifuga DC3-6548 vulcanizzata a temperatura ambiente. Questa gomma siliconica espansa viene utilizzata principalmente per la sigillatura ignifuga di fili e cavi (ad esempio, fori in tetti, pareti, edifici, ecc.). Presenta ottime proprietà ignifughe, con un indice limite di ossigeno di 39 (l'indice limite di ossigeno della maggior parte delle materie plastiche è di soli 20) e una durata fino a 50 anni. Questa gomma siliconica espansa ignifuga vulcanizzata a temperatura ambiente è stata ampiamente utilizzata in centrali nucleari, centri di elaborazione dati elettronici, apparecchiature per la produzione petrolifera offshore e altri luoghi con condizioni ambientali difficili o requisiti di protezione antincendio particolarmente elevati.
   Resina siliconica
   La resina siliconica è una rete altamente reticolata. Il poliorganosilossano con struttura quaternaria viene solitamente preparato idrolizzando varie miscele di metiltriclorosilano, dimetildiclorosilano, feniltriclorosilano, difenildiclorosilano o metilfenildiclorosilano a una temperatura relativamente bassa in presenza di un solvente organico come il toluene per ottenere un idrolizzato acido. Il prodotto iniziale dell'idrolisi è una miscela di polimeri ciclici, lineari e reticolati, che solitamente contiene anche un numero considerevole di gruppi ossidrilici. L'idrolizzato viene lavato con acqua per rimuovere l'acido e il policondensato iniziale neutro viene ossidato termicamente all'aria o ulteriormente policondensato in presenza di un catalizzatore per formare infine una struttura reticolare tridimensionale altamente reticolata.
   La resina siliconica è una plastica termoindurente e una delle sue proprietà più notevoli è l'eccellente stabilità termico-ossidativa. Dopo il riscaldamento a 250 °C per 24 ore, la perdita di peso della resina siliconica è solo del 2-8%. Un'altra proprietà eccezionale della resina siliconica sono le sue eccellenti proprietà di isolamento elettrico, che possono mantenere le sue proprietà di isolamento elettrico in un ampio intervallo di temperature e frequenze. Mantiene le sue buone proprietà isolanti.
   In considerazione delle caratteristiche sopra descritte, la resina siliconica viene utilizzata principalmente come vernice isolante (incluse vernici, smalti, pitture colorate, vernici impregnanti, ecc.) per impregnare motori di classe H e bobine di trasformatori, e per impregnare tessuti di vetro, tessuti di vetro e tessuti di amianto per realizzare involucri di motori, avvolgimenti di isolamento elettrico, ecc. Materiali isolanti in fogli di mica di ampia superficie possono essere realizzati legando la mica con vernice isolante siliconica, utilizzata come isolamento principale per motori ad alta tensione. Inoltre, la resina siliconica può essere utilizzata anche come rivestimento anticorrosivo resistente al calore e alle intemperie, rivestimento protettivo per metalli, rivestimento impermeabile e resistente all'umidità per progetti edili, distaccante, adesivo e per la trasformazione secondaria in plastiche siliconiche, utilizzate nei settori dell'elettronica, dell'elettricità e della difesa come materiali di imballaggio per semiconduttori e materiali isolanti per componenti elettronici ed elettrici.
   La resina siliconica può essere grossolanamente suddivisa in diverse categorie in base al suo utilizzo principale e al metodo di reticolazione, come vernice isolante siliconica, rivestimento siliconico, plastica siliconica e adesivo siliconico.

L'unità strutturale di base dei prodotti in silicone è composta da segmenti di catena silicio-ossigeno, e le catene laterali sono collegate a vari altri gruppi organici tramite atomi di silicio. Pertanto, la struttura dei prodotti in silicone contiene sia “gruppi organici” che “strutture inorganiche”. Questa particolare composizione e struttura molecolare ne fanno una combinazione delle caratteristiche della materia organica e delle funzioni della materia inorganica. Rispetto ad altri materiali polimerici, le prestazioni più eccezionali dei prodotti in silicone sono: Resistenza al calore I prodotti in silicone si basano sui legami silicio-ossigeno (Si-O) come struttura della catena principale. L'energia di legame dei legami CC è 82.6 kcal/g molecola, mentre l'energia di legame dei legami Si-O nel silicone è 121 kcal/g molecola. Per questo motivo, i prodotti in silicone hanno un'elevata stabilità termica e i legami chimici delle molecole non si rompono né si decompongono ad alte temperature (o in caso di esposizione alle radiazioni). Il silicone non è resistente solo alle alte temperature, ma anche a quelle basse e può essere utilizzato in un ampio intervallo di temperature. Sia le proprietà chimiche che quelle fisiche e meccaniche cambiano molto poco con la temperatura. Resistenza agli agenti atmosferici La catena principale dei prodotti in silicone è -Si-O- e non presenta doppi legami, quindi non si decompone facilmente a causa della luce ultravioletta e dell'ozono. Il silicone ha una migliore stabilità termica, resistenza alle radiazioni e resistenza agli agenti atmosferici rispetto ad altri materiali polimerici. La durata del silicone nell'ambiente naturale può raggiungere diversi decenni. Prestazioni di isolamento elettrico I prodotti in silicone hanno buone prestazioni di isolamento elettrico. La loro perdita dielettrica, la resistenza alla tensione, la resistenza all'arco, la resistenza all'effetto corona, la resistività di volume e la resistività superficiale sono tra le migliori tra i materiali isolanti e le loro proprietà elettriche sono poco influenzate dalla temperatura e dalla frequenza. Sono quindi un materiale isolante elettrico stabile e trovano largo impiego nell'industria elettrica ed elettronica. Oltre all'eccellente resistenza al calore, il silicone è anche molto idrorepellente, garanzia di elevata affidabilità delle apparecchiature elettriche in condizioni di umidità. Proprietà biologiche Il silicone biologicamente attivo è un nutriente necessario per il corpo umano. Il silicone è un elemento importante che costituisce i tessuti umani e partecipa al metabolismo. È presente in ogni cellula del corpo umano, funge da supporto per la costruzione cellulare e aiuta ad assorbire altre sostanze importanti come magnesio, fosforo, calcio, ecc. Il corpo umano può ottenere continuamente silicone solo attraverso l'alimentazione. Gli scienziati ritengono che il silicone sia presente nel corpo umano in tre forme principali: (i) Silicone solubile, che rappresenta il 10% del peso (ii) Il 30% è presente in varie matrici cellulari (iii) Il 60% è utilizzato per sintetizzare le proteine Ciò dimostra che il silicone di cui abbiamo bisogno ogni giorno è piuttosto elevato. Se si vuole rimanere giovani per 5, 10 o addirittura 30 anni, è particolarmente importante assumere 20-30 mg di silicone al giorno. Bassa tensione superficiale e bassa energia superficiale La catena principale del silicone è molto flessibile e la forza intermolecolare è molto più debole di quella degli idrocarburi. Pertanto, ha una viscosità inferiore, una tensione superficiale più debole, una minore energia superficiale e una maggiore capacità filmogena rispetto agli idrocarburi dello stesso peso molecolare. Questa bassa tensione superficiale e bassa energia superficiale sono le ragioni principali delle sue numerose applicazioni: idrofobico, antischiuma, stabilità della schiuma, antiaderente, lubrificante, vetratura e altre eccellenti proprietà.

La caratteristica del silicone

L'unità strutturale di base dei prodotti in silicone è composta da segmenti di catena silicio-ossigeno, e le catene laterali sono collegate a vari altri gruppi organici tramite atomi di silicio. Pertanto, la struttura dei prodotti in silicone contiene sia "gruppi organici" che "strutture inorganiche". Questa speciale composizione e struttura molecolare ne fanno una combinazione delle caratteristiche della materia organica e delle funzioni della materia inorganica. Rispetto ad altri materiali polimerici, le prestazioni più eccezionali dei prodotti in silicone sono:
Resistenza al calore
I prodotti in silicone si basano sui legami silicio-ossigeno (Si-O) come struttura principale della catena. L'energia di legame dei legami CC è di 82.6 kcal/g molecola, mentre l'energia di legame dei legami Si-O nel silicone è di 121 kcal/g molecola. Pertanto, i prodotti in silicone presentano un'elevata stabilità termica e i legami chimici delle molecole non si rompono né si decompongono ad alte temperature (o in caso di esposizione alle radiazioni). Il silicone non è resistente solo alle alte temperature, ma anche alle basse temperature e può essere utilizzato in un ampio intervallo di temperature. Sia le proprietà chimiche che quelle fisiche e meccaniche variano molto poco con la temperatura.
Resistenza agli agenti atmosferici
La catena principale dei prodotti in silicone è -Si-O- e non presenta doppi legami, quindi non si decompone facilmente a causa della luce ultravioletta e dell'ozono. Il silicone presenta una migliore stabilità termica, resistenza alle radiazioni e agli agenti atmosferici rispetto ad altri materiali polimerici. La durata del silicone in ambiente naturale può raggiungere diversi decenni.
Prestazioni di isolamento elettrico
I prodotti in silicone offrono buone prestazioni di isolamento elettrico. La loro perdita dielettrica, la resistenza alla tensione, la resistenza all'arco, la resistenza all'effetto corona, la resistività di volume e la resistività superficiale sono tra le migliori tra i materiali isolanti, e le loro proprietà elettriche sono poco influenzate da temperatura e frequenza. Pertanto, sono un materiale isolante elettrico stabile e sono ampiamente utilizzati nell'industria elettronica ed elettrica. Oltre all'eccellente resistenza al calore, il silicone offre anche un'eccellente idrorepellenza, che garantisce l'elevata affidabilità delle apparecchiature elettriche in condizioni di umidità.
Proprietà biologiche
Il silicone biologicamente attivo è un nutriente necessario per il corpo umano. Il silicone è un elemento importante che costituisce i tessuti umani e partecipa al metabolismo. È presente in ogni cellula del corpo umano, funge da supporto per la costruzione cellulare e aiuta ad assorbire altre sostanze importanti come magnesio, fosforo, calcio, ecc. Il corpo umano può ottenere silicio in modo continuativo solo attraverso l'alimentazione.
Gli scienziati ritengono che il silicone sia presente nel corpo umano in tre forme principali:
(i) Silicone solubile, che rappresenta il 10% del peso
(ii) Il 30% esiste in varie matrici cellulari
(iii) Il 60% viene utilizzato per sintetizzare le proteine. Ciò dimostra che il silicone di cui abbiamo bisogno ogni giorno è piuttosto elevato.
Se si vuole rimanere giovani per 5, 10 o addirittura 30 anni, è particolarmente importante assumere 20-30 mg di silicone al giorno.
Bassa tensione superficiale e bassa energia superficiale
La catena principale del silicone è molto flessibile e la forza intermolecolare è molto più debole di quella degli idrocarburi. Pertanto, presenta una viscosità inferiore, una tensione superficiale inferiore, una minore energia superficiale e una maggiore capacità filmogena rispetto agli idrocarburi dello stesso peso molecolare. Questa bassa tensione superficiale e la bassa energia superficiale sono le ragioni principali delle sue numerose applicazioni: idrofobizzazione, antischiuma, stabilità della schiuma, antiaderenza, lubrificazione, smaltatura e altre eccellenti proprietà.

Il silicone ha una bassa tossicità e un'elevata resistenza al calore. Ciò lo rende un composto meraviglioso da utilizzare nei sigillanti per contenitori a tenuta stagna come acquari e tubi idraulici. Il materiale in silicone alimentare soddisfa i requisiti FDA e UE per il contatto e la sicurezza degli alimenti.

Il materiale in silicone alimentare è morbido e confortevole, ecologico, non tossico e degradabile. Sono inoltre privi di piombo, portata, BPA e PVC.

A cosa serve il silicone?

I siliconi sono utilizzati in molti prodotti, dalle guarnizioni delle automobili ai rivestimenti elettronici fino agli stampi per i denti. Probabilmente la tua vaschetta per il ghiaccio è realizzata con loro, così come gli utensili da cucina e i prodotti antifuoco. Nel 400,000 sono state prodotte oltre 1991 tonnellate di siliconi e ancora oggi i numeri di produzione sono enormi.

Oltre alle proprietà sopra menzionate, i siliconi presentano anche una serie di proprietà interessanti che li rendono molto ricercati. Hanno una bassa reattività chimica, respingono la crescita microbica, hanno una bassa tossicità e non aderiscono ad alcuni substrati, ma aderiscono molto bene ad altri (come il vetro).
elettrico per l'isolamento:isolanti compositi: gli isolanti compositi realizzati in materiali siliconici (in particolare gomma siliconica) rappresentano oltre il 70% delle linee di trasmissione UHV grazie alla loro elevata resistenza agli agenti atmosferici, all'eccellente resistenza alle scariche di inquinamento e alle scariche di ghiaccio e rappresentano la principale direzione di applicazione del settore energetico.

Accessori per cavi e rivestimenti anti-inquinamento contro le scariche elettriche: utilizzati per migliorare l'isolamento e la stabilità delle apparecchiature elettriche: gli isolanti compositi realizzati in materiali siliconici (in particolare gomma siliconica) rappresentano oltre il 70% delle linee di trasmissione UHV grazie alla loro elevata resistenza agli agenti atmosferici, all'eccellente resistenza alle scariche elettriche causate dall'inquinamento e dal ghiaccio e rappresentano la principale direzione di applicazione del settore energetico.

Accessori per cavi e rivestimenti anti-inquinamento: utilizzati per migliorare l'isolamento e la stabilità delle apparecchiature elettriche.
elettronica per rivestimenti: materiali isolanti e termoconduttivi: utilizzati per la protezione isolante di componenti semiconduttori come LED e IGBT per migliorare la stabilità e le prestazioni di dissipazione del calore dei dispositivi.
Schermatura elettromagnetica e vernice a tripla prova: forniscono protezione fisica nella produzione di apparecchiature elettroniche di precisione.

Articoli per la casa come sigillanti e utensili da cucina, ecc 
Automobili: Sigillatura delle batterie e riduzione del rumore: il silicone organico viene utilizzato per l'incollaggio, la sigillatura e la conduzione del calore delle parti delle batterie per autoveicoli, migliorando al contempo l'effetto di riduzione del rumore nell'auto. Sigillatura di pneumatici e fari: migliora la tenuta e la durata dei componenti del veicolo.
Sigilli negli aerei
Tastiere nelle macchine da ufficio
Stampi per impronte dentali e altri settori della medicina e dell'odontoiatria: come materiali per stampi di qualità alimentare (come stampi per cioccolato, stampi per torte) e la replica di parti di precisione, cucchiaini per mescolare in silicone resistenti alle alte temperature, spazzole per teglie e altri strumenti sono sicuri e facili da pulire, cuscinetti isolanti, sottopentola, ecc., proteggono il desktop dai danni causati dalle alte temperature; i tappetini antiscivolo fissano gli oggetti per evitare lo scivolamento, i poggiapiedi in silicone, i cuscini per sedili, ecc. offrono un'esperienza confortevole e si adattano al design delle curve del corpo umano.
Rivestimenti su carta e tessuti: Sigillatura e rivestimenti edili: la resina acrilica modificata con silicone viene utilizzata per i rivestimenti delle pareti esterne per migliorare la resistenza agli agenti atmosferici.
Ausiliari tessili: l'olio siliconico è ampiamente utilizzato nella lavorazione tessile come ammorbidente e lubrificante.
Prodotti chimici di uso quotidiano: come additivo nei prodotti per la cura personale, come shampoo e prodotti per la cura della pelle, ne migliora la consistenza.

Nuova industria energetica

Sigillatura dei moduli fotovoltaici: per la sigillatura del telaio dei moduli fotovoltaici vengono utilizzati sigillanti siliconici monocomponenti neutri e sigillanti strutturali siliconici bicomponenti, con elevata forza di adesione e resistenza agli agenti atmosferici.

Trattamento delle pale delle turbine eoliche: una piccola quantità di prodotti siliconici viene utilizzata per il trattamento superficiale o la modifica con resina epossidica delle pale delle turbine eoliche.

Industria medica

Materiali biomedici: i materiali siliconici vengono utilizzati nella fabbricazione di dispositivi medici grazie alla loro buona biocompatibilità e resistenza alle alte temperature.

Energia nucleare e altre applicazioni industriali

Sigillatura di impianti nucleari in isole: i materiali siliconici vengono utilizzati per sigillare gli impianti non centrali nelle centrali nucleari.

Elettronica flessibile e aerospaziale: garantiscono l'incollaggio e la protezione nei display flessibili e nei componenti dei veicoli spaziali.

Chi e perché vorresti conoscere la differenza tra silicio e silicone?

Gli ingegneri elettronici/dei semiconduttori, interessati al silicio, si concentrano sulla purezza e sulla struttura cristallina del silicio per l'elettronica e i semiconduttori; i responsabili dei prodotti medicali/degli utensili da cucina/per la maternità e l'infanzia si concentrano sul silicone per sigillature, applicazioni mediche, utensili da cucina, sicurezza e certificazione.

Ampia gamma di utilizzi: dai chip ai tappetini da forno, dalle guarnizioni per auto agli impianti medici

Diversi ambienti normativi: il silicio è atossico e privo di rischi; i polimeri siliconici devono gestire i catalizzatori residui

Il personale addetto al marketing e alla comunicazione del marchio è sensibile alla comunicazione: l'uso improprio dei termini può facilmente portare a dubbi da parte dei consumatori

Ingegneri addetti alla selezione dei materiali: devono identificare le differenze nelle proprietà termiche/meccaniche/chimiche tra i due.

Quando e dove utilizzerai il silicone?

La denominazione/imballaggio del prodotto, la produzione di chip di silicio, celle solari, wafer di semiconduttori, ecc., materiali cristallini ad alta purezza, sigillanti in silicone, utensili da cucina, dispositivi medici, guarnizioni, stampi in gomma, isolamento dei fili, rivestimenti a tripla prova, ecc. devono descrivere accuratamente il materiale per evitare incomprensioni;

Fase di richiesta di certificazione: i prodotti in silicio devono essere applicati con attenzione, il silicio non deve essere

Comunicazione di mercato: chi è attento alla tutela dell'ambiente e alla sostenibilità deve avere una conoscenza approfondita della scienza dei materiali.

Come si produce il silicio?

La purificazione del silicio è un sistema tecnico per la rimozione delle impurità dal silicio industriale attraverso metodi fisici, chimici e metallurgici. Il metodo metallurgico controlla la composizione della lega (ad esempio, una lega rame-silicio) e la combina con un processo di solidificazione direzionale, utilizzando gradienti di temperatura e campi magnetici mobili per ridurre le inclusioni metalliche. Il metodo chimico utilizza acido cloridrico bollente e acido fluoridrico per il decapaggio graduale, seguito da un trattamento con fiamma al plasma a induzione per volatilizzare le impurità e aumentare la purezza del silicio da 3N a 6N. La tecnologia di distillazione fisica si basa sulla differenza di punto di ebollizione tra gli elementi di silicio e le impurità e realizza una separazione per distillazione multistadio in un ambiente sotto vuoto, riducendo il consumo energetico rispetto al metodo Siemens. Il metodo Siemens modificato separa le miscele di cloruri attraverso una torre di distillazione e utilizza una reazione anti-disproporzione per convertire il tetracloruro di silicio, creando un sistema a circolazione chiusa per migliorare l'efficienza.
Purificazione metallurgica

Il sistema ipereutettico si forma fondendo il silicio grezzo attraverso una lega rame-silicio (gli atomi di silicio rappresentano il 60-95% at.) o una lega alluminio-silicio (gli atomi di silicio rappresentano il 55-95% at.), e il liquido della lega Ga-In-Sn viene forzato a raffreddarsi, mentre il silicio primario viene solidificato sequenzialmente sotto un'interfaccia stabile. Il campo magnetico a onda progressiva accelera la convezione della fusione, e la pressione e il livello del liquido vengono regolati in modo sincrono, in modo che le impurità metalliche si arricchiscano nella parte finale del lingotto, ottenendo un lingotto di silicio con una purezza migliorata dopo la rimozione. Il processo riduce le inclusioni metalliche del 70% e il successivo processo di decapaggio viene ridotto del 50%.
Decapaggio chimico e trattamento al plasma

Dopo che il silicio industriale è stato frantumato a 300 mesh, le impurità vengono lisciviate con acido cloridrico bollente (concentrazione 30%) e acido fluoridrico a temperatura ambiente (concentrazione 40%). Dopo il decapaggio, la polvere di silicio fonde la superficie in una fiamma al plasma a induzione da 30-40 kW, e il gas vettore idrogeno (portata 5-150 l/min) trasporta le impurità volatili, mentre il rapido raffreddamento fa sì che le impurità interne si accumulino sulla superficie. Dopo due cicli di trattamento, la perdita di silicio è controllata entro il 2% e la purezza raggiunge il livello 6N.
Tecnologia di distillazione e rettifica fisica

In un ambiente sotto vuoto o in atmosfera di argon, il silicio impuro viene riscaldato a 1414 °C e la differenza di temperatura di ebollizione tra fosforo (punto di ebollizione 280 °C), arsenico (614 °C) e silicio (2355 °C) viene sfruttata per vaporizzare e separare gradualmente. Quando la pressione viene controllata a 10-3 Pa, la velocità di evaporazione del silicio viene triplicata e le diverse frazioni vengono raccolte attraverso un condensatore multistadio. Questa tecnologia ha un'efficienza del 3% nel trattamento dei rifiuti contenenti boro ed è adatta al riciclo delle materie prime per celle solari.

Miglioramento del processo Siemens

Attraverso la distillazione e la purificazione del tetracloruro di silicio, un sistema a cinque torri in serie viene utilizzato per rimuovere BCl3 con un punto di ebollizione di 12.1°C e PCl3 con un punto di ebollizione di 76°C. Il sistema di reazione anti-disproporzione converte SiCl4 in SiHCl3, con un tasso di conversione superiore all'85% quando la temperatura di reazione è controllata a 500°C. La torre di distillazione è progettata con un imballaggio ondulato in acciaio inossidabile, in grado di separare il cloruro puro al 99.9999%.

Effetto segregazione ed effetto evaporazione

Secondo la formula del coefficiente di segregazione C_s=k_eff×C_L, impurità come rame (k=4×10^-4) e ferro (k=8×10^-6) si concentrano sulla coda del lingotto di silicio durante la solidificazione direzionale. Quando la velocità di solidificazione è controllata a 1 mm/min, la concentrazione di impurità sulla coda aumenta significativamente e l'uniformità di distribuzione della resistività migliora dopo la rimozione. La fase di evaporazione sotto vuoto (pressione 0.1 Pa) porta la velocità di evaporazione delle impurità di alluminio e calcio a 2 g/(cm²·h) e il gas CO generato dal crogiolo di grafite viene utilizzato per ridurre l'ossido metallico.

Metodo di purificazione in laboratorio

Il biossido di silicio viene ridotto dal magnesio per produrre silicio grezzo (formula di reazione: SiO₂+2Mg→2MgO+Si), e il magnesio residuo (velocità di reazione 0.5 g/min) e il siliciuro di magnesio vengono successivamente sciolti con acido cloridrico, ottenendo polvere di silicio con una purezza del 99% dopo filtrazione. La purificazione di livello industriale genera silicio grezzo tramite riduzione termica del carbonio (1500-2000 °C), mentre la riduzione dell'idrogeno dopo distillazione con clorurazione consente di ottenere silicio di grado elettronico.

Come si produce il silicone?

La chiave per la produzione della gomma siliconica risiede nella conversione delle materie prime. Innanzitutto, il silicio viene estratto dalla sabbia di quarzo. Le principali materie prime includono composti silanici come il dimetildiclorosilano e il tetracloruro di silicio, che formano gradualmente polisilossano dopo reazioni di idrolisi e condensazione. Questo passaggio è alla base della produzione del gel di silice e determina direttamente le prestazioni e la qualità dei prodotti successivi.

Durante la reazione di idrolisi e condensazione, il dimetildiclorosilano ((CH₃)₂SiCl₂) subisce innanzitutto idrolisi in acqua per generare polimeri con legame silicio-ossigeno (Si-O-Si). La formula di reazione specifica è:

(CH₃)₂SiCl₂ + H₂O → (CH₃)₂Si(OH)₂ + HCl

Successivamente, i gruppi ossidrilici (Si-OH) presenti in questi prodotti subiscono un'ulteriore condensazione per formare polisilossani lineari o reticolati. La formula di reazione è:

(CH₃)₂Si(OH)₂ + (CH₃)₂Si(OH)₂ → (CH₃)₂Si-O-Si(CH₃)₂ + H₂O

Questa serie di reazioni costituisce il processo chimico fondamentale per la produzione del silicone. Le reazioni di idrolisi e condensazione sono alla base della produzione del silicone. Dopo la polimerizzazione, si formano diverse forme, come quella liquida, elastomerica (LSR, HTV), RTV, ecc.

Quanto silicio VS silicone?

Silicio: i costi di produzione e purificazione ad alta temperatura sono estremamente elevati e viene utilizzato principalmente nell'elettronica di fascia alta;

Silicone: i costi di produzione e modifica sono relativamente bassi, ma sono necessari catalizzatori, riempitivi e reticolazione; il costo di un singolo pezzo è basso, ma i costi di vulcanizzazione ad alta temperatura e del catalizzatore sono relativamente alti.

Come scegliere e controllare il silicone rispetto al silicone?

Se hai bisogno delle proprietà dei semiconduttori, scegli il silicio. Sono necessari il controllo della purezza, i difetti dei cristalli e i test di resistività.

Se hai bisogno di materiali morbidi, ecologici, durevoli, resistenti al calore e non elettrici, scegli il silicone. Deve avere il controllo del catalizzatore residuo, della durezza, della resistenza alla temperatura, dell'allungamento e dei test di invecchiamento.

Come pulire il silicone VS silicone?
Wafer di silicio: devono essere puliti in una camera bianca e passivati con acqua deionizzata;
Prodotti in silicone: pulire con un detergente neutro e asciugare accuratamente dopo l'uso ad alte temperature.

Altre FAQ Silicone VS silicone

1: Silicone e silicone sono la stessa cosa?
No! Il primo è un elemento utilizzato nei semiconduttori; il secondo è un polimero sintetico utilizzato in utensili da cucina, sigillanti, trattamenti medici, ecc.

È un polimero, ma la catena chimica è Si-O-Si invece di una catena di carbonio, quindi ha una lunga durata e una resistenza alle alte temperature, ed è più vicino ai materiali elastici ad alte prestazioni

3: Il silicone produce particelle simili alla plastica?
La struttura del silicone è stabile e non è facile da decomporre meccanicamente per formare microplastiche, ma temperature estremamente elevate possono causare il rilascio di tracce di prodotti di ossidazione.

4: Come riconoscere se gli utensili da cucina contengono silicone?
Verificare che la confezione sia contrassegnata con la dicitura "100% silicone alimentare", che sia presente il logo FDA/LFGB e che sia presente un rapporto di terze parti.

5: I prodotti in silicone possono essere riciclati?
Essendo un materiale termoindurente, è difficile da riciclare, ma è possibile raggiungere obiettivi di tutela ambientale attraverso il riciclaggio chimico o prolungandone la durata.

Conclusione

La differenza tra silicio e silicone
Quindi, la differenza tra i due dovrebbe essere evidente ormai. Sono entrambi utili per l'economia mondiale, ma uno è un elemento chimico presente in natura mentre l'altro è un polimero artificiale.
Spero che questo chiarisca un po' le cose, ma se hai altre domande, sentiti libero Contattaci!

ZSR Group vanta una vasta esperienza nella produzione di prodotti in silicone conformi agli standard FDA o LFGB. Il nostro numero di registrazione FDA è 3011147430.

Per qualsiasi prodotto o progetto in silicone che necessiti di supporto tecnico, è possibile acquistare prodotti in silicone personalizzati presso ZSR Group.