В чем разница между резиной и силиконом

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.

Видео

В сюжете - Наглядный пример разницы физических свойств резины и силикона уже при -15 градусов. в сжатом состоянии кольца пролежали 12 часов

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