A maioria dos artigos sobre "propriedades do silicone" parece um verbete de enciclopédia: estrutura de Si-O, um parágrafo sobre flexibilidade, um parágrafo sobre resistência ao calor, e pronto. Isso não ajuda quando você precisa aprovar um orçamento de ferramentas ou escrever uma ficha técnica de uma peça acabada.
A borracha de silicone é um elastômero sintético com uma estrutura de Si-O-Si, que opera continuamente de −60 °C a +230 °C, disponível em dureza Shore A 10–80, com isolamento elétrico de até ~25 kV/mm e inércia química na maioria dos meios polares. O desempenho em situações reais é limitado pela formulação (HTV vs LSR), pelo sistema de cura (peróxido vs platina) e pela certificação de conformidade.FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31, USP Classe VI, ISO 10993).
Esta é a documentação de referência que entrego aos engenheiros e responsáveis pelas compras antes de discutirmos as ferramentas. Ela esclarece o que está de acordo com as especificações do catálogo, o que depende da qualidade do material e o que pode sofrer alterações na produção.
1. Propriedades Físicas
1.1 Densidade e Peso
A densidade do silicone situa-se em 1,10–1,25 g/cm³, A viscosidade do silicone é determinada principalmente pela quantidade de carga (sílica fumada ou precipitada). Uma maior quantidade de carga melhora a resistência à tração, mas reduz a transparência e o alongamento. O silicone não flutua.
| Material | Densidade (g/cm³) |
|---|---|
| EPDM | 0,86–0,90 |
| Borracha natural | 0,91–0,93 |
| Borracha de silicone | 1,10–1,25 |
| PVC | 1,20–1,55 |
| Fluorosilicone (FVMQ) | 1,40–1,60 |
Isso é importante para o custo de envio de peças volumosas (tapetes, chapas, revestimentos de forno) e para usos sensíveis à flutuabilidade. Para contexto material por material, consulte Silicone VS Plástico, PVC vs Silicone, e Silicone VS Borracha.
1.2 Cor e Transparência
A base de silicone é translúcida. As versões curadas com platina permanecem transparentes como água; as versões curadas com peróxido tendem a apresentar uma coloração amarelo-esbranquiçada devido a resíduos de catalisador. O pigmento é incorporado durante a fabricação ou a etapa de mistura, e não adicionado posteriormente.
A estabilidade da cor sob raios UV e calor depende da seleção do pigmento, não do silicone em si. Peças pigmentadas com óxido de ferro sofrem alteração de tonalidade após mais de 1.000 horas de exposição ao ar livre; pigmentos à base de cádmio não atendem aos requisitos RoHS e ALCANÇAR totalmente.
1.3 Dureza (Shore A)
A dureza Shore A é a propriedade mais frequentemente desordenada no fornecimento de silicone.
| Costa A | Sentir | Uso típico |
|---|---|---|
| 10–20 | Semelhante a gel | Dispositivos vestíveis em contato com a pele, revestimentos protéticos |
| 20–30 | Macio e seguro para bebês. | Chupetas, mordedores, copos menstruais |
| 30–50 | Padrão “macio” | Vedantes, juntas, toucas de natação |
| 50–70 | Empresa | Cabos de espátulas, teclados, formas de assar |
| 70–80 | Rígido | Selos industriais, peças estruturais |
A dureza é medida por ASTM D2240 com um tempo de permanência do indentador de 1 segundo. As regras de permanência da norma ISO 48-4 fornecem valores diferentes. Especifique o método de ensaio na ordem de compra, caso contrário, você receberá peças com 5 a 8 pontos Shore fora da especificação e não terá como contestá-las.
Para saber como a dureza influencia o desempenho da vedação, a sensação tátil e a vida útil à abrasão, consulte Dureza Shore A do silicone: efeitos na sensação ao toque, vedação e durabilidade. e Por que a dureza Shore do silicone é importante?.
2. Propriedades Mecânicas
2.1 Resistência à tração e alongamento
Linhas de silicone de uso geral 4,5–10 MPa de resistência à tração e 200–800% alongamento na ruptura Conforme ASTM D412 / ISO 37. As classes de alta resistência ao rasgo atingem resistência à tração de 10 a 12 MPa.
Em comparação com o EPDM (15–20 MPa) ou a borracha natural (20–30 MPa), o silicone é mecanicamente frágil. O silicone não é escolhido para suportar cargas de tração, mas sim por sua faixa de temperatura, biocompatibilidade e capacidade de recuperação.
Quando um comprador pergunta “quanto peso o silicone suporta?”, a resposta é sempre: depende da geometria, não do silicone em si. Veja Quanto peso o silicone suporta? para a matemática da geometria.
2.2 Resistência ao Rasgo
Força de ruptura: 9–55 kN/m De acordo com a norma ASTM D624, matriz B, a borracha de silicone líquida (LSR) rasga-se com mais facilidade do que o vinil de alta temperatura (HTV) porque a cura com platina produz uma rede de ligações cruzadas mais densa. É por isso que balões médicos, bicos de chupeta e copos menstruais são quase sempre feitos de LSR.
Conjunto de compressão 2.3
A deformação permanente por compressão, segundo a norma ASTM D395 (22 horas a 175 °C), resulta em 5–30%. Quanto menor, melhor — isso indica o quanto uma junta deixa de retornar à sua forma original após uma compressão prolongada.
O silicone curado com platina atinge 8–15%. Os silicones curados com peróxido ficam entre 20–30% antes da pós-cura secundária, caindo para ~15% após 4 horas de pós-cura a 200 °C. Isso se reflete no tempo de ciclo e no custo de energia.
3. Propriedades Térmicas
3.1 Faixa de temperatura de operação
A resposta do catálogo: −60 °C a +230 °C contínuo. Os graus estabilizados com óxido de ferro oferecem resistência de curto prazo até 300 °C.
A resposta da fábrica: o silicone não falha catastroficamente no limite superior — ele endurece, perde alongamento e desenvolve fissuras na superfície. Se você mantiver um tapete de silicone aquecido continuamente a 230 °C, a deformação permanente por compressão aumentará após 6 a 8 semanas. As reclamações dos clientes surgem após 3 meses, não no primeiro dia.
Para informações sobre o comportamento de decomposição, consulte Temperatura de fusão do silicone Marvel — O silicone não derrete; ele se decompõe em sílica inorgânica a aproximadamente 350–400 °C.
3.2 Condutividade Térmica
0,18–0,30 W/m·K Para silicone sem carga. As classes termicamente condutoras (carregadas com nitreto de boro, alumina ou óxido de zinco) atingem 1,5–3,0 W/m·K — usadas em pads de LED e materiais de interface térmica de baterias de veículos elétricos.
O silicone padrão é um isolante térmico, comparável à madeira. É por isso que uma luva de silicone para forno funciona — e por isso que você não pode usar silicone sem enchimento como dissipador de calor. Mais detalhes em Condutividade térmica do silicone.
3.3 Inflamabilidade
O silicone padrão carrega um UL94 V-1 Classificação. Compostos retardantes de chama com platina ou cargas hidratadas atingem V-0. Quando o silicone queima, deixa uma cinza de sílica não condutora, razão pela qual as capas de cabos de silicone são especificadas para circuitos de emergência em edifícios altos e fiação marítima. Veja O silicone é inflamável?.
4. Propriedades Elétricas
O silicone é um dos poucos elastômeros que mantém o desempenho dielétrico em toda a faixa de temperatura de operação.
| Propriedade | Faixa típica | Método de teste |
|---|---|---|
| Resistividade volumétrica | 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm | ASTM D257 |
| Rigidez dielétrica | 17–25 kV/mm | ASTM D149 |
| Constante dielétrica (1 MHz) | 2,8–3,5 | ASTM D150 |
| Resistência ao arco | >120 segundos | ASTM D495 |
Na prática: o isolamento de PVC amolece acima de 90 °C, enquanto o silicone mantém a rigidez dielétrica até 200 °C ou mais. Para a seleção da relação espessura/tensão, consulte Folhas de silicone: resistência dielétrica e classificações e Opções de espessura da camada de isolamento elétrico de folhas de silicone.
O silicone condutor com carga de carbono ou prata inverte completamente essa faixa — a resistividade superficial cai para 10⁰–10² Ω/sq. Trata-se de um material diferente; veja Teclados de silicone condutivos vs. não condutivos.
5. Propriedades Químicas
5.1 Inércia e Resistência
O silicone é quimicamente estável contra:
- Ácidos e bases diluídos
- Solventes polares (água, álcoois, glicerina)
- Oxigênio e ozônio — incomuns para elastômeros
- A maioria dos alimentos e fluidos biológicos
O silicone incha ou se degrada em:
- Solventes apolares (gasolina, tolueno, óleos minerais) — 20–60% aumento de volume
- Ácidos concentrados (HCl, H₂SO₄)
- Vapor saturado acima de 150 °C por um período prolongado (hidrólise da cadeia principal Si-O)
O inchaço causado por uma breve exposição a solventes é reversível. O contato prolongado com óleo danifica as vedações de silicone em compartimentos de motores automotivos — especifique fluorosilicone (FVMQ) nesses casos. Referência: Propriedades de resistência química das tiras de silicone.
5.2 Hidrofobicidade
Ângulo de contato da água na superfície: 100–110°. O silicone repele a água sem necessidade de revestimento, razão pela qual é o agente desmoldante padrão em fôrmas de concreto e por que as juntas de silicone vedam sem a necessidade de selante adicional.
5.3 Intemperismo — UV, Ozônio, Oxidação
O silicone retém 80–90% de propriedades mecânicas após 5 anos ao ar livre exposição sob condições aceleradas ASTM G155 Teste com arco de xenônio. A borracha natural apresenta rachaduras visíveis em 6 a 12 meses de exposição ao ar livre.
Isso não garante imunidade total. O silicone preto com carga de negro de fumo apresenta melhor desempenho do que os silicones coloridos; o silicone transparente amarela visivelmente após 18 a 24 meses sob luz solar direta. Veja O silicone é resistente aos raios UV? e Tiras de silicone resistentes aos raios UV e às intempéries.
A decomposição a longo prazo em aterros sanitários ocorre na faixa de 50 a 500 anos. Veja Quanto tempo leva para o silicone se decompor?.
6. Propriedades Biológicas e de Conformidade
É aqui que a maioria das especificações falha. "Grau alimentício" e "grau médico" não são intercambiáveis, e "seguro para silicone" não é um termo regulamentado.
| Nível de conformidade | Padrão | Uso típico | Prêmio de custo |
|---|---|---|---|
| Industrial | Nenhuma exigência | Vedações, juntas, tapetes | linha de base |
| Contato com alimentos (EUA) | FDA 21 CFR 177.2600 | Utensílios de cozinha, armazenamento de alimentos | +5–10% |
| Contato com alimentos (UE) | LFGB §30 / §31 | Utensílios de cozinha e mamadeiras importados da UE | +20–30% |
| Contato com a pele | ISO 10993-5, -10 | Dispositivos vestíveis, próteses | +25–40% |
| Implante médico | Painel USP Classe VI, totalmente em conformidade com a norma ISO 10993. | Cateteres, implantes | +50–200% |
Um produto classificado como "de uso medicinal" não é automaticamente seguro para contato com alimentos — diferentes solventes de migração, diferentes testes de lixiviação. Veja Silicone de grau alimentício versus silicone de grau médico e Silicone de grau alimentício.
Para produtos em contato com a pele ou com biofluidos, a biocompatibilidade deve ser revalidada na peça finalizada, e não apenas na matéria-prima. Pigmentos, desmoldagem e manuseio pós-cura comprometem a conformidade. Referência: O silicone é realmente biocompatível para aplicações médicas? e Protocolos de teste de biocompatibilidade para dispositivos em contato com a pele (ISO 10993).
O silicone também não causa sensibilização na maioria dos usuários — veja O silicone é hipoalergênico?.
7. Como as propriedades se alteram de acordo com o sistema de cura e o grau de cura
Duas decisões de formulação definem aproximadamente 80% do envelope de propriedades antes do início do processo de fabricação do aço:
| Variável | HTV (Silicone sólido) | LSR (Silicone líquido) |
|---|---|---|
| Sistema de cura padrão | Peróxido (platina opcional) | Platina apenas |
| Faixa de dureza | 20–80 Shore A | 5–70 Shore A |
| resistência ao rasgo | Mais baixo | Mais alto |
| Conjunto de compressão | 15–25% (após a cura) | 8–15% |
| Tolerância alcançável | ±0,05–0,10 mm | ±0,02–0,05 mm |
| Custo das ferramentas | Baixo | Alto (corredor frio) |
| Tempo de ciclo | 3–8 min | 30–90 segundos |
| Melhor ajuste | Volume baixo/médio, geometria simples | Alto volume, peças médicas, para bebês, micropeças |
Se o sistema de cura não for especificado na ordem de compra, o padrão é o vinil termoencolhível com peróxido — mais barato, mas com subprodutos residuais de cura que afetam o sabor, o odor e a estabilidade da cor. Para qualquer produto em contato com a pele, infantil ou médico, exija cura de platina por escrito. Ver Borracha de silicone LSR versus HTV, Cura versus vulcanização em silicone, e Vulcanização de silicone: o que os engenheiros fazem de errado.
8. Consulta rápida — Todas as propriedades em um só lugar
| Propriedade | Faixa típica | Padrão de teste |
|---|---|---|
| Densidade | 1,10–1,25 g/cm³ | ASTM D792 |
| Dureza Shore A | 10–80 | ASTM D2240 |
| Resistência à tracção | 4,5–12 MPa | ASTM D412 |
| Alongamento na ruptura | 200–800% | ASTM D412 |
| resistência ao rasgo | 9–55 kN/m | Matriz ASTM D624 B |
| Conjunto de compressão | 8–30% | ASTM D395 |
| Temperatura de operação | −60 a +230 °C | — |
| Condutividade térmica | 0,18–0,30 W/m·K | ASTM C177 |
| Rigidez dielétrica | 17–25 kV/mm | ASTM D149 |
| Resistividade volumétrica | 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm | ASTM D257 |
| Classificação da chama | UL94 V-1 (V-0 com aditivo FR) | UL94 |
| ângulo de contato da água | 100–110° | — |
Gráfico comparativo das propriedades do silicone, EPDM, borracha natural, PVC e fluorosilicone em termos de dureza, faixa de temperatura, constante dielétrica, resistência química e custo.
Perguntas frequentes
O silicone é tóxico?
Não. O silicone curado é quimicamente inerte e certificado para contato com alimentos e produtos médicos de acordo com as normas FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31 e ISO 10993, quando devidamente formulado e pós-curado. O silicone não curado e os subprodutos da cura com peróxido não devem ser inalados na oficina.
O silicone derrete?
Não. O silicone não tem ponto de fusão. Acima de aproximadamente 350 °C, ele se decompõe em sílica (SiO₂), uma fina cinza branca. É por isso que o silicone é utilizado em fiação resistente ao fogo e juntas de alta temperatura.
Qual a diferença entre silicone e silicone?
O silício é o elemento (Si). O silicone é um polímero com uma cadeia principal de Si-O-Si e grupos laterais metil ou vinil. Veja Silicone vs. Silicone.
Quanto tempo dura o silicone?
Mais de 20 anos em ambientes internos, 5 a 10 anos em ambientes externos sob luz UV direta, dependendo da qualidade. A decomposição em aterros sanitários leva de 50 a 500 anos.
O que este pilar não abrange
Esta é a referência da propriedade, não o guia de fornecimento. Três limites a serem considerados antes de levar qualquer número acima a ser definido como fixo:
- Os números das propriedades dependem da formulação. Cada faixa de especificações varia em ±20% dependendo da classe, da carga de enchimento e do sistema de cura. Sempre solicite a ficha técnica (TDS) do fornecedor para a classe específica cotada.
- O método de teste importa mais do que o número de testes. Uma peça com dureza Shore A 50 medida com um tempo de permanência de 1 segundo não é a mesma que uma medida com um tempo de permanência de 15 segundos. Os métodos ASTM D2240 e ISO 48-4 produzirão valores diferentes para a mesma peça. Confirme o método na folha de especificações.
- A documentação de conformidade expira. Os certificados de teste da FDA, LFGB e USP são válidos para um lote específico de matéria-prima, não para a peça acabada indefinidamente. É necessário realizar um novo teste em caso de mudança de especificação, fornecedor ou pigmento.
Antes de enviar uma solicitação a qualquer fábrica de silicone, defina cinco pontos principais:
- Temperatura de operação contínua (não de pico)
- Alvo Shore A com método de teste declarado
- Âmbito de conformidade — qual norma, qual modo de contato
- Sistema de cura — platina ou peróxido
- Classe de tolerância — consumidor, industrial ou médica
Sem esses cinco itens, qualquer orçamento que você receber será um palpite, e qualquer item de TDS (Imposto Retido na Fonte) será impossível de verificar.
Este pilar está inserido em um contexto mais amplo. Se você deseja ter uma visão completa — o que é o silicone em termos químicos, como ele é fabricado e onde se encaixa na família dos elastômeros — leia o artigo. Guia completo de materiais de silicone. Use isso como contexto inicial; use esta página como a consulta de propriedade.
