В чем разница между резиной и силиконом

24.08.2024 00:46

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. В статье мастер сантехник сравнит и сопоставит эти два материала, с точки зрения их физических и химических свойств, а также их применения.

Основные отличия

Резина и силикон - эластомеры. Это полимерные материалы, которые демонстрируют вязкоупругие свойства, которые мы обычно называем эластичностью.

Ключевое отличие между резиной и силиконом заключается в том, что скелет большинства резиновых форм содержит углерод-углеродные связи, в то время как основа силикона содержит кремний и кислород.

Далее рассмотрим подробнее качества каждого из материалов.

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°C до +120°C.

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

Силикон отличается рядом важных достоинств:

Высокой термостойкостью, проявляющейся сохранением структуры и всех технико-эксплуатационных характеристик в широком диапазоне температур – от -60°C до +200°C, а для морозостойких силиконов – от -100°C до +300°C;
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°C, силикон по этому показателю превосходит остальные эластомеры.

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

Недостатки

Специалисты отмечают наличие у силикона 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.

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.

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°C до +300°C, тогда как детали даже из термопластичной резины способны выдерживать температуру от -40°C до +120°C;
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:

Помните изделие, растяните его во все стороны. Силикон имеет податливую, мягкую структуру, тогда как резина – более твёрдую, жёсткую.
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.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Как сделать силиконовую прокладку