Резина и силикон - в чем разница

Современный рынок эластомеров изобилует различными материалами, к числу которых относятся резина и силикон. Их чаще прочих сравнивают друг с другом, пытаясь определить, в чём заключается разница между ними, какой из них лучше, крепче, прочнее. От полимеров, именуемых пластиками (пластмассами), резина и силикон прежде всего отличаются эластичностью, упругостью.

Что такое резина

Речь идёт об эластичном материале, который производят, вулканизируя натуральный или синтетический каучук. Сырьё для получения первого – латекс (млечный сок каучукового дерева – Гевеи бразильской, главным компонентом которого является углеводород, называемый полиизопреном). Второй производят из таких углеводородов, как бутадиен, изопрен, неопрен, стирол, хлорпрен и других, используя технологию полимеризации/сополимеризации. 

Под вулканизацией подразумевается технологический процесс, в ходе которого натуральный/синтетический каучук взаимодействует с вулканизирующим реагентом: серой, пероксидами, соединениями аминного типа, оксидами металлом, другими веществами. К слову, роль вулканизирующего реагента могут выполнять не только те или иные вещества, но и физические явления, например, радиация.

Делается это для сшивания молекулы каучука и создания из них единой пространственной сетки, чтобы обеспечить повышение прочности, твёрдости, эластичности, а также снижение уровня пластических свойств, степени набухания и растворимости в растворителях органического происхождения.

Состав

Для производства резины используют резиновые смеси различных марок, состав которых представлен:

• каучуками натуральными/синтетическими;
• вулканизирующим агентом;
• ускорителями вулканизации: магнием, оксидами свинца, полисульфидами;
• антиоксидантами: альдолем, неозоном Д, воском, парафином, – их вводят в резиновые смеси для замедления скорости старения резины;
• пластификаторами: битумами, вазелином, парафином, стеариновой кислотой, растительными маслами и другими, – обеспечивающими улучшение эластичности резины;
• наполнителями: активными (оксидом цинка, кремнекислотой) и неактивными (баритом, мелом, тальком);
• регенератом – продуктом, который получают, перерабатывая старые резиновые изделия и отходы производства резины;
• красителями, которые могут быть органическими либо минеральными.

В зависимости от степени вулканизации резина бывает мягкой, полутвёрдой, твёрдой. Последняя известна под названием «Эбонит».

Преимущества

Преимущества резины обусловлены её физико-химическими свойствами, а также технико-эксплуатационными характеристиками. Так, разговор ведётся о/об:

• эластичности;
• упругости и стабильности форм при деформирующих воздействиях;
• высокой сопротивляемости к разрывам, истиранию, что позволяет говорить об износостойкости резины;
• хорошей механической прочности;
• способности к поглощению ударных нагрузок и вибрации;
• низких уровнях тепло- и звукопроводности;
• выраженном электроизоляционном свойстве;
• водо-, газонепроницаемости;
• химической инертности к большому числу рабочих сред, в том числе агрессивных;
• небольшой плотности;
• малой сжимаемости;
• длительном сроке эксплуатации – до 20-ти лет.

Ещё одно немаловажное достоинство резины – относительно низкая стоимость изготовленных из неё изделий, что делает их дешевле аналогов, изготовленных из других материалов.

Недостатки

Нельзя сказать, что у резины нет недостатков, правда, их немного. Так, речь идёт о/об:

• эффекте старения, который проявляется тем, что резиновые изделия под воздействием различных внешних негативных факторов утрачивают своих технико-эксплуатационные характеристики: растрескиваются, теряют упругость, приобретают белёсый цвет;
• низкой термостойкости, что проявляется подверженностью как высоким, так и низким температурам: при воздействии первых резина становится значительно мягче, приобретая текучесть, а под влиянием вторых происходит её затвердение, снижение упругости и прочности.

Однако существует термопластичная резина, которая выгодно отличается от обычной тем, что, не разрушаясь, сохраняет свои технико-эксплуатационные характеристики в достаточно широком температурном диапазоне: от -40^оС до +120^оС.

Применение

Резину используют для производства огромного числа изделий/деталей:

• уплотнителей;
• профилей;
• манжет;
• конвейерных лент;
• ремней;
• шнуров;
• рукавов;
• колец;
• втулок;
• подошв;
• шин;
• перчаток;
• обуви и прочее.

Очевидно, что резина востребована предприятиями, занимающимися их производством и использованием, то есть теми, чья деятельность связана с:

• автомобилестроением;
• авиастроением;
• ракетостроением;
• машиностроением;
• металлургией;
• медициной;
• обувной промышленностью;
• химической, нефтехимической, фармацевтической отраслями;
• строительством;
• станко-, приборостроением;
• энергетикой;
• пищевой промышленностью.

Помимо этого, изделия из резины широко используются в жилищно-коммунальных хозяйствах, в быту.

Что такое силикон

Силикон – это тоже полимер, являющийся разновидностью синтетического каучука. Ключевое отличие между резиной и силиконом заключается в том, что основу первого составляет водород, а второго – чередующиеся атомы кремния и кислорода.

Связи кремний-кислород являются более высокоэнергетическими в сравнении с водородными. Именно это обстоятельство делает силикон более стойким к воздействию высоких температур, чем резина, да и многие другие эластомеры. 

Синтез силикона проводят, используя технологии гидролитической поликонденсации или полимеризации.

Состав

Силиконовая смесь, как и прочие резиновые, тоже является многокомпонентной. Её состав представлен:

• синтетическим каучуком – основой композиции;
• усилителем, ответственным за обеспечение прочности состава после застывания;
• пластификатором, обеспечивающим его эластичность;
• вулканизатором, придающим составу вязкость;
• красителем – для придания смеси определённого цвета.

Помимо этого, в состав обсуждаемых смесей могут входить те ил иные наполнители для придания им определённых свойств. А силиконовые герметики содержат ещё и праймеры, обеспечивающие повышение степени адгезии.

Преимущества и недостатки

Силикон отличается рядом важных достоинств:

• высокой термостойкостью, проявляющейся сохранением структуры и всех технико-эксплуатационных характеристик в широком диапазоне температур – от -60^оС до +200^оС, а для морозостойких силиконов – от -100^оС до +300^оС;
• химической инертностью ко многим агрессивным веществам: пресной/морской воде, озону, спиртам, минеральным маслам, бензинам, слабым растворам оснований/кислот и прочим;
• устойчивостью к воздействию различных внешних факторов, к числу которых относят, например, радиацию, ультрафиолетовое излучение, электрические разряды и поля;
• невосприимчивостью к воздействию вредоносных микроорганизмов, насекомых и грызунов;
• нетоксичностью, что позволяет использовать изделия/детали из силикона во всех отраслях промышленности;
• прочностью;
• превосходным электроизоляционным свойством: при температуре, превышающей +100^оС, силикон по этому показателю превосходит остальные эластомеры.

Ещё одно важное преимущество силиконовой резины – долговечность. Гарантированный срок службы изделий из обсуждаемого материала – 35 лет.

Применение

Силикон используют при производстве:

• герметиков;
• смазок;
• шлангов;
• уплотнительных деталей;
• посуды;
• чехлов;
• красок и прочих материалов, изделий.

Благодаря своим технико-эксплуатационным характеристикам силиконовая резина и изготовленные из неё изделия нашли широкой применение во многих сферах хозяйствования:

• авиа- и ракетостроении;
• автомобильной промышленности;
• фармакологии;
• химической и нефтехимической отраслях;
• пищевой промышленности;
• производстве медицинского оборудования;
• приборо-, станко-, машиностроении;
• вагоностроительной промышленности и прочих областях.

Особо отметим использование силиконовых изделий, в частности, уплотнительных прокладок, при осуществлении сантехнических работ: укладке труб, установке бойлеров, стиральных/посудомоечных машин, раковин, моек, ванн, унитазов, смесителей.

Недостатки

Говоря о силиконовых резинах, специалисты отмечают наличие у них одного серьёзного недостатка. Речь идёт об их склонности к тепловому старению, которое может происходить при эксплуатации изделий/деталей из силикона в условиях закрытой системы без доступа воздуха и/или в среде перегретых пара/воды.

Тепловое старение силиконовой резины характеризуется появлением пористости, снижением твёрдости и прочности, повышением относительной достаточной деформации, размягчением.

В чём разница между резиной и силиконом

Силикон выгодно отличается от резины большими:

• термостойкостью: силиконовые изделия сохраняют свою структуру и технико-эксплуатационные характеристики при температурах от -100^оС до +300^оС, тогда как детали даже из термопластичной резины способны выдерживать температуру от -40^оС до +120^оС;
• устойчивостью к воздействию атмосферных факторов;
• стойкостью к факторам биологического происхождения (воздействию вредоносных микроорганизмов, насекомых и грызунов).

Помимо этого, силикон демонстрирует лучшие по сравнению с резиной характеристики на растяжение и разрыв при идентичных уровнях температур, более длительный срок службы.

Если же говорить о преимуществах резины по отношению к силикону, то следует отметить её существенно более низкую стоимость.

Как их отличить силикон и резину друг от друга

Как понять, из какого материала изготовлено то или иное изделие?

1. Помните изделие, растяните его во все стороны. Силикон имеет податливую, мягкую структуру, тогда как резина – более твёрдую, жёсткую.
2. Если результаты первого теста вас не удовлетворили, приступайте к проведению второго. Подожгите край изделия (если, конечно, это не сапоги или ремешок к часам, а, например, одно уплотнительное кольцо из целой партии) и понаблюдайте за «поведением» материала. Резина начинает плавиться с выделением едкого запаха, чернея в месте контакта с пламенем, тогда как силикон ведёт себя более «деликатно» с образованием светлых хлопьев пепла и выделением белого дыма.

Для верности можно провести третий тест, просто поместив изделие в морозильную камеру на 10-15 минут. Структура силикона не изменится, а резина затвердеет.

Заключение

Силикон превосходит резину практически по всем показателям. Однако стоимость изготовленных из него изделий значительно превышает цену аналогичных резиновых. Помимо этого, силиконовые детали нежелательно использовать в закрытых системах с ограниченным доступом воздуха, а также в среде перегретых пара и/или воды. Следовательно, выбор в первую очередь должен определяться условиями их эксплуатации и только во вторую – вашими финансовыми возможностями.