Siliconen van voedingskwaliteit worden veel gebruikt in keukengerei, babyproducten en gereedschap dat in contact komt met voedsel. Maar heb je het al gemerkt? Verschillende siliconenproducten kunnen zich verschillend gedragen bij hoge temperaturen. Deze verschillen komen voort uit de interne formule van de siliconen.
In dit artikel gaan we dieper in op hoe de formulering de hittebestendigheid van food-grade siliconen beïnvloedt. We bespreken de belangrijkste beïnvloedende factoren en delen praktijkvoorbeelden om u te helpen weloverwogen keuzes te maken bij het selecteren van materialen.
Waarom is hittebestendigheid zo belangrijk voor siliconen van voedingskwaliteit?
Hittebestendigheid is essentieel om ervoor te zorgen dat siliconen van voedingskwaliteit veilig, sterk en duurzaam blijven. Hierdoor werken siliconenproducten goed in de keuken, zelfs bij hoge temperaturen.
- Kan hoge kooktemperaturen aan: Siliconen bakmatten en -vormen worden vaak blootgesteld aan temperaturen boven de 200 °C. Als het materiaal dit niet aankan, kan het afbreken en schadelijke chemicaliën in het voedsel vrijgeven.
- Veilig voor koken en stomen: Babyspullen zoals spenen en voerbakjes moeten vaak gekookt of gestoomd worden. Goede siliconen blijven stevig en veilig. Ze smelten niet, vervormen niet en lekken niet.
- Bestand tegen herhaaldelijk verhitten: Magnetrons en vaatwassers veroorzaken constante temperatuurschommelingen. Siliconen van slechte kwaliteit kunnen na verloop van tijd barsten, vervagen of stijf worden.
- Zorgt ervoor dat producten er goed uitzien en goed werken: Als siliconen door hitte beschadigd raken, kan het minder goed werken of er lelijk uitzien. Dit kan de mening van mensen over uw merk negatief beïnvloeden.
Kortom, hittebestendigheid is de ruggengraat van veilige en betrouwbare siliconen. Het zorgt ervoor dat het materiaal schoon, sterk en betrouwbaar blijft.
Wat beïnvloedt de hittebestendigheid van siliconen?
De hittebestendigheid van food-grade siliconen is niet vaststaand. Deze wordt bepaald door de interne formule en structuur. Dit zijn de belangrijkste factoren die de hittebestendigheid beïnvloeden.
Basispolymeertype
Het type polymeer speelt een belangrijke rol. De meeste food-grade siliconen worden gemaakt van polydimethylsiloxaan (PDMS) of polymethylvinylsiloxaan (PMVS). Deze materialen hebben sterke silicium-zuurstofbindingen, waardoor ze van nature hittebestendig zijn.
Voor betere prestaties gebruiken sommige formules fenyl- of fluorgemodificeerde siliconen, zoals PVMQ (methylfenylvinylsiliconenrubber) of FVMQ (fluorsiliconenrubber). Deze bieden een betere thermische stabiliteit en zijn bestand tegen extreme hitte – in sommige gevallen tot wel 300 °C.
Het molecuulgewicht en het vinylgehalte van het polymeer hebben ook invloed op de crosslinkdichtheid, wat gevolgen heeft voor de elasticiteit en thermische stabiliteit.
Uithardingssysteem
Uitharding, het proces waarbij siliconenketens tot een vast netwerk worden verbonden, is essentieel voor het vormen van een stabiele structuur. Het gebruikte uithardingssysteem heeft grote invloed op hoe goed de siliconen bestand zijn tegen hitte.
| Uithardingstype | Mechanisme | Veilig voor voedselveiligheid? | Hittebestendig |
| Peroxide uitharding | Reactie van vrije radicalen | Nee (kan resten achterlaten) | Goed (nabehandeling nodig) |
| Platina uitharding | Additiereactie, geen bijproducten | Ja | Uitstekend (zeer stabiel) |
De meeste siliconen van voedingskwaliteit worden tegenwoordig gemaakt met platina-uithardende systemen. Deze creëren een schonere, uniformere structuur zonder bijproducten, wat zorgt voor een betere stabiliteit, helderheid en geurbeheersing.
De hoeveelheid verharder is ook van belang. Meer verharder betekent een sterkere vernetting en een betere hittebestendigheid, maar te veel verharder kan het materiaal broos maken.
Vulstoffen en additieven
Siliconen zijn van nature zacht, dus worden versterkende vulstoffen toegevoegd om de sterkte en hittebestendigheid te verbeteren. De meest voorkomende is pyrogeen silica, een fijn poeder dat goed mengt met het polymeer en de structuur versterkt.
Antioxidanten en hittestabilisatoren worden ook toegevoegd om veroudering bij hoge temperaturen te vertragen. IJzeroxide of roet kan bijvoorbeeld vrije radicalen neutraliseren en de afbraak ervan vertragen.
Balans is echter essentieel. Te veel vulstof kan de zachtheid, transparantie of verwerkingsgemak van het product beïnvloeden. Te weinig en het is niet bestand tegen hitte.
Kleurmasterbatches en pigmenten
Kleur is ook belangrijk. Sommige organische pigmenten breken af of geven geuren af bij hoge temperaturen. Voor hittegevoelige producten is het veiliger om anorganische pigmenten te gebruiken, zoals ijzeroxide of titaniumdioxide. Deze zijn stabieler en hebben geen invloed op de productveiligheid of geur.
Hoe verschilt de hittebestendigheid van verschillende siliconenformules?
Bij het ontwerpen van siliconenproducten voor levensmiddelen is het belangrijk te beseffen dat verschillende formules sterk kunnen variëren in hittebestendigheid, structuur, verwerkingsmethode en geschikte toepassingen. De onderstaande tabel vergelijkt enkele van de meest voorkomende soorten siliconen op basis van hun uithardingssystemen, hittelimieten en typische toepassingen, zodat u weloverwogen beslissingen kunt nemen over zowel het ontwerp als de materiaalkeuze.
| Siliconen type | Typische hittebestendigheid | Voedselkwaliteit | Uithardingsmethode | Structuur en kenmerken | typische applicaties |
| Platina-geharde vaste siliconen | -40°C tot 230°C | Ja | Massief rubber + platina-gekatalyseerde compressie of extrusie | Dicht, geurloos, instelbare hardheid, hittebestendig | Bakvormen, babyspenen, voerbakjes |
| Vloeibaar siliconenrubber (LSR) | -50°C tot 200°C | Ja | Tweecomponenten vloeistofinjectie + platina-uitharding | Hoge vloeibaarheid, automatisch mengen, ideaal voor complexe vormen | Babyproducten, medische slangen, afdichtingen |
| Hoge transparantie siliconen | -40°C tot 220°C | Ja | Premium formule + verfijnde verwerking (platina of LSR) | Hoge zuiverheid, glanzend oppervlak, uitstekende helderheid | Rietjes, flesonderdelen, doorzichtige keukengereedschappen |
| Geschuimde siliconen | -40°C tot 180°C | Sommigen zijn | Schuimmiddel + warmtebehandeling (compressie of extrusie) | Lichtgewicht, zacht, isolerend, schokabsorberend | Ovenwanten, placemats, zitkussens |
Betekent een hogere hittebestendigheid altijd beter?
Bij de formulering van food-grade siliconen is hittebestendigheid belangrijk, maar hoger betekent niet altijd beter. Elke formule is een balans tussen prestaties, kosten en verwerkbaarheid.
Om de hittestabiliteit te verbeteren, kunnen formuleerders de verhouding fenylsiliconerubber verhogen, de crosslinkdichtheid verhogen of meer hittestabilisatoren toevoegen. Deze aanpassingen kunnen het materiaal stabieler maken bij hoge temperaturen. Maar ze kunnen ook de hardheid verhogen, de flexibiliteit verminderen, de vloeibaarheid tijdens de verwerking verminderen en de totale kosten verhogen.
Andere eigenschappen kunnen ook worden beïnvloed. Een hogere crosslinkdichtheid verbetert bijvoorbeeld de thermische prestaties, maar kan het materiaal stijver laten aanvoelen. Meer vulstoffen kunnen de hittebestendigheid verhogen, maar de helderheid verminderen. Felgekleurde siliconen vereisen mogelijk sterkere hittebestendige formules om de pigmenten te beschermen.
Daarom streeft een goede siliconenformule altijd naar evenwicht. Deze moet voldoen aan de hittebestendigheid die het product nodig heeft, maar tegelijkertijd een goede mechanische sterkte, visuele kwaliteit, productie-efficiëntie en kostenbeheersing behouden.
Hoe beoordeel je de hittebestendigheid van siliconen van voedingskwaliteit?
Om echt te begrijpen hoe het product zich gedraagt bij hitte, zijn verschillende professionele testen nodig.
- Hitteverouderingstest is een van de meest gebruikte methoden. Hierbij worden siliconenmonsters gedurende een bepaalde periode in een hogetemperatuuroven geplaatst en worden vervolgens belangrijke veranderingen in hardheid, treksterkte en rek gecontroleerd. Een hoogwaardige siliconen bakplaat kan bijvoorbeeld minder dan 2% verlies aan treksterkte vertonen na 72 uur veroudering bij 250 °C – een uitstekend teken van thermische duurzaamheid.
- Thermogravimetrische analyse (TGA) Meet hoeveel gewicht een materiaal verliest bij verhitting. Dit helpt bij het bepalen van de thermische stabiliteit en het ontledingspunt. Goede food-grade siliconen verliezen doorgaans minder dan 5% van hun gewicht bij 300 °C.
- Differentiële scanning calorimetrie (DSC) kan worden gebruikt om warmteovergangen en uithardingsniveaus te observeren.
- Compressie-settest Wordt vaak gebruikt voor afdichtingsgerelateerde siliconenproducten. Het laat zien hoe goed de siliconen terugveren na samendrukking bij hoge temperaturen. Een lagere waarde betekent betere prestaties op lange termijn onder hitte en druk.
- Migratietesten zijn ook essentieel. Ze garanderen dat er geen schadelijke stoffen vrijkomen wanneer de siliconen aan hitte worden blootgesteld. Deze tests voldoen aan de FDA- of EU-normen voor voedselcontact. Een bakmat kan bijvoorbeeld 4 uur lang bij 230 °C worden getest en als er geen migratie wordt gedetecteerd, wordt deze als voedselveilig beschouwd.
- Andere belangrijke tests omvatten heteluchtveroudering (70°C–250°C), warmteafbuigingstemperatuur (HDT) en continue gebruikstemperatuur (CUT), die langdurig gebruik in de praktijk simuleren.
Met deze combinatie van testen kunt u beoordelen of een siliconenproduct daadwerkelijk een veilige en stabiele hittebestendigheid biedt voor dagelijks gebruik in de keuken.
Hoe kiest u het juiste hittebestendigheidsniveau voor uw product?
Bij het ontwikkelen van een siliconenformule op maat of een OEM-product is het selecteren van de juiste hittebestendigheid een belangrijke eerste stap. Het zorgt voor een goede balans tussen prestaties, veiligheid en kosten. Hier zijn een paar belangrijke factoren om te overwegen:
- Werktemperatuurbereik: Ken zowel de typische werktemperatuur als de kortstondige piektemperaturen. Wordt het product bijvoorbeeld blootgesteld aan kokend water, bakken in de oven of steriliseren met stoom? Of blijft het gewoon op kamertemperatuur?
- Frequentie van blootstelling aan hitte: Producten zoals fopspenen of siliconenrietjes worden vaak herhaaldelijk verhit, gereinigd en gesteriliseerd. Deze vereisen voeding met een hogere thermische stabiliteit.
- Type voedselcontact: Wordt het product gebruikt met vette, zure of sterk gepigmenteerde voedingsmiddelen? Deze kunnen veroudering versnellen of vlekken en geurtjes veroorzaken. In dergelijke gevallen moet de formule geoptimaliseerd zijn voor chemische bestendigheid en minimale migratie.
- Visuele of tactiele vereisten: Als zachtheid, kleur of transparantie belangrijke verkoopargumenten zijn, moet de hittebestendigheid in evenwicht zijn met het uiterlijk en de textuur. Een hogere hittestabiliteit kan soms de flexibiliteit of helderheid verminderen.
Door deze voorwaarden duidelijk te definiëren, kunnen materiaalleveranciers en fabrikanten de juiste siliconenkwaliteit aan uw behoeften aanpassen. Dit voorkomt overdesign, wat de kosten opdrijft, of ondermaatse prestaties die het product doen falen. Een goed gekozen hittebestendigheidsniveau beschermt het product tijdens gebruik, zonder dat het budget wordt overschreden of uw marktdoelen worden gemist.
Conclusie
Hittebestendigheid is geen vaste waarde. Het hangt af van verschillende factoren die samenwerken, zoals het basispolymeer, het uithardingssysteem, de vulstoffen en de productstructuur. Door deze verschillen in formulering te begrijpen, kunt u siliconen verstandiger kiezen en aanpassen, wat zorgt voor een betere veiligheid, duurzaamheid en algehele ervaring.
Als u bakvormen, babyartikelen of keukengerei ontwikkelt en niet zeker weet welk siliconenmateriaal u moet kiezen, neem dan gerust contact met ons op. Wij bieden advies op maat en testen monsters om u te helpen de juiste oplossing te vinden.
