Is siliconenrubber werkelijk het beste waterafstotende materiaal?

Op papier worden veel materialen als waterdicht bestempeld. In de praktijk is het echter zelden zo eenvoudig.

Een afdichting kan de eerste tests doorstaan, de druk weerstaan en geen lekkage vertonen. Vervolgens doorloopt hij een zomer, een winter en misschien een paar reinigingscycli met chemicaliën. Ergens onderweg wordt hij wat stijver. De compressie neemt iets af. Niets dramatisch, maar wel genoeg. Water heeft niet veel ruimte nodig.

Dit soort defecten komt vaak voor bij buitentoepassingen en zelfs bij binnenapparatuur die aan temperatuurschommelingen onderhevig is. Het probleem is niet dat het materiaal in eerste instantie geen water kon tegenhouden, maar dat het dat op de lange termijn niet kon.

Silicone gedraagt zich in deze situatie doorgaans anders. Het verandert niet zo snel. Zelfs na langdurige blootstelling behoudt het meestal voldoende elasticiteit om contact te houden. Dat kleine detail bepaalt vaak of een systeem wel of niet afgedicht blijft.

Wat je niet ziet in siliconen is belangrijker.

Materieel gedrag is niet zomaar een getal.

In de specificaties staan hardheid, treksterkte en rek vermeld. Nuttig, maar niet voldoende.

Bij afdichtingswerkzaamheden geeft de compressievervorming een eerlijker beeld. Een materiaal kan tijdens de montage zacht aanvoelen en er perfect uitzien, maar toch langzaam bezwijken omdat het na weken of maanden compressie niet meer zijn oorspronkelijke vorm aanneemt.

Siliconen behouden over het algemeen beter hun vorm. Niet perfect, maar beter dan de meeste andere materialen. De interne structuur zorgt ervoor dat het materiaal terugveert in plaats van plat te blijven.

Vulstoffen maken het ingewikkelder. Voeg je er te weinig aan toe, dan voelt het materiaal zwak aan onder belasting. Voeg je er te veel aan toe, dan neemt de flexibiliteit af. De juiste balans wordt zelden in één keer gevonden. De meeste projecten doorlopen minstens een paar aanpassingen voordat het gewenste resultaat wordt bereikt.

Processen kunnen alles stilletjes veranderen.

Twee onderdelen, hetzelfde ontwerp, dezelfde grondstoffen, verschillende resultaten. Dit gebeurt vaker dan mensen denken.

Bij extrusie hebben temperatuurregeling en matrijsontwerp invloed op de oppervlaktedichtheid. Een kleine variatie kan subtiele onregelmatigheden in het profiel veroorzaken. Deze zijn niet altijd zichtbaar, maar beïnvloeden na verloop van tijd de afdichting.

Spuitgieten met LSR ziet er schoner uit, maar kent wel eigen gevoeligheden. Luchtstroombeheersing is er één van. Als de ontluchting niet goed wordt uitgevoerd, blijven er kleine luchtbelletjes achter. Niet genoeg om direct te falen, maar wel genoeg om de prestaties op lange termijn te verminderen.

Sommige fabrikanten controleren alleen de hardheid en afmetingen en laten het daarbij. Anderen gaan verder, nemen monsters, controleren de dichtheid en houden soms zelfs de variatie tussen verschillende batches nauwkeuriger in de gaten. Het verschil wordt pas maanden later in de praktijk duidelijk.

Bouwgebruik is minder vergevingsgezind dan het lijkt.

Beweging verandert alles.

Gebouwen bewegen meer dan verwacht. Temperatuurschommelingen, structurele belasting en zelfs winddruk spelen een rol.

Een starre afdichting kan er tijdens de installatie prima uitzien, maar na herhaaldelijk gebruik loslaten. Zodra dat gebeurt, vindt water een weg naar binnen.

Siliconen kunnen beter tegen beweging, vooral omdat ze niet snel barsten of uitharden. Maar zelfs hier zijn kleine keuzes belangrijk. De keuze van de hardheid, de vorm van het profiel en het compressiebereik. Deze worden meestal aangepast na testen, en niet vanaf het begin correct ingeschat.

Het werkt zelden alleen.

In veel ontwerpen heeft siliconen meer functies dan alleen afdichten. Het absorbeert trillingen, beschermt bedrading en voert tegelijkertijd warmte af.

In elektrische systemen die aan vochtigheid worden blootgesteld, is dit belangrijk. Een materiaal dat water afstoot maar onder invloed van hitte degradeert, zal alsnog falen. Siliconen blijven onder die omstandigheden doorgaans stabiel. Daarom duiken ze in dergelijke omgevingen steeds weer op.

Alledaagse producten vertellen hetzelfde verhaal.

Schoeisel

Bij herhaaldelijk buigen beginnen veel materialen te slijten.

Silicone is zeer bestand tegen dit soort belasting. Na vele cycli behoudt het meestal zijn structuur in plaats van scheuren te vertonen. Dat is een van de redenen waarom het in hoogwaardige schoenen wordt gebruikt. Niet altijd zichtbaar, maar wel merkbaar na verloop van tijd.

Keukengebruik

De omstandigheden in een keuken zijn zwaarder dan ze lijken. Hitte, olie, afwasmiddel, constant afwassen.

Silicone kan deze combinatie zonder veel problemen aan. Toch is de verwerkingskwaliteit van belang. Slechte ventilatie tijdens het vormen kan interne luchtbellen veroorzaken. Deze zien er niet ernstig uit, maar ze beïnvloeden de duurzaamheid en het schoonmaken op de lange termijn.

Medische toepassingen

Hier is consistentie van het grootste belang.

Materialen ondergaan sterilisatie, blootstelling aan chemicaliën en herhaald gebruik. Elke kleine verandering in de structuur kan de prestaties beïnvloeden. Siliconen blijven relatief stabiel. Daarom worden ze vaak gekozen voor slangen, maskers en soortgelijke onderdelen.

Niet omdat het perfect is, maar omdat het zich voorspelbaar gedraagt.

Speelgoed en producten die aan water worden blootgesteld

Voor producten die regelmatig in water verblijven, is het gedrag op de lange termijn belangrijker dan de eerste indruk.

Siliconen worden niet snel broos. Bij een goede verwerking worden interne holtes, waarin vocht zich kan ophopen, voorkomen. Dit helpt geurtjes en microbiële groei te verminderen, met name in vochtige omstandigheden.

Vergelijking van materialen in de praktijk

Op papier lijken verschillende elastomeren op elkaar. In de praktijk komen de verschillen echter sneller aan het licht.

In veel gevallen wordt siliconen niet gekozen omdat het het sterkst is, maar omdat het in de loop der tijd het minst verandert.

Ontwerpkeuzes die stilletjes de prestaties bepalen

De materiaalkeuze is slechts een deel van het verhaal. Een aantal ontwerpfactoren bepalen doorgaans het eindresultaat:

• Zachtere materialen sluiten beter af, maar kunnen onder belasting vervormen.
• Hardere materialen gaan langer mee, maar vereisen een betere oppervlakteafstemming.
• De oppervlakteafwerking beïnvloedt hoe gemakkelijk water een weg vindt.
• Kleine geometrische aanpassingen kunnen de afdichtingsdruk meer verbeteren dan het veranderen van materialen.

Veel defecten zijn terug te voeren op ontwerpdetails in plaats van op het materiaal zelf.

Wat wordt duidelijk na een paar iteraties?

Bij de meeste projecten lukt het niet meteen de eerste keer.

De eerste monsters zien er vaak prima uit. Tests brengen echter kleine problemen aan het licht. Aanpassingen volgen. De hardheid verandert, de geometrie verschuift enigszins en de verwerkingsomstandigheden worden verfijnd.

Na een paar rondes wordt het verschil duidelijk. Onderdelen gaan langer mee. De prestaties stabiliseren zich.

Siliconen zijn in dit proces zeer geschikt omdat ze flexibel zijn, niet alleen fysiek, maar ook in de manier waarop ze kunnen worden aangepast.

Conclusie

De bewering dat siliconen waterdicht zijn, verklaart niet echt waarom ze werken.

Het presteert goed omdat het consistent blijft, zelfs onder veranderende omstandigheden. Hitte, beweging, chemicaliën, tijd. Die factoren zorgen er meestal voor dat andere materialen als eerste afbreken.

Als het ontwerp en de verwerking goed op elkaar zijn afgestemd, doet siliconen doorgaans onopvallend zijn werk, zonder dat er veel aandacht aan besteed hoeft te worden. En in veel toepassingen is dat precies wat nodig is.