A maioria dos dados mecânicos sobre silicone fica soterrada em meio a uma linguagem técnica e abrangente — adjetivos genéricos como "flexível" e "durável", sem números ou métodos de teste que os respaldem. Se você estiver especificando uma junta, um teclado, uma vedação ou uma peça moldada, essa lacuna custa tempo e aumenta o risco de definir uma dureza ou resistência ao rasgo incorreta antes da fabricação das ferramentas.
Borracha de silicone (VMQA borracha de poliuretano (ou borracha natural) apresenta uma resistência à tração bruta inferior à da borracha nitrílica ou natural — tipicamente entre 4 e 11 MPa —, mas mantém um alongamento de 200 a 800% e preserva esse comportamento mecânico em uma faixa de temperatura de −60 °C a +230 °C. Essa relação de compromisso, e não a resistência máxima, é o motivo pelo qual ela é especificada.
As seções abaixo fornecem os valores calculados, o método ASTM por trás de cada um e onde esses valores deixam de ser aplicáveis.
Propriedades mecânicas do silicone em resumo
Essas são linhas de borracha de silicone de uso geral que se enquadram na categoria mais ampla de silicones. envelope da propriedade física — veja o guia completo de imóveis Para obter uma visão completa, consulte a ficha técnica. Os valores reais dependem do polímero base, da quantidade de carga, do sistema de cura e do pós-cura. Considere-os como valores iniciais, não como substitutos da ficha técnica.
| Propriedade | Faixa típica (silicone de uso geral) | Padrão de teste |
|---|---|---|
| Resistência à tracção | 4–11 MPa (graus de alta resistência até ~13 MPa) | ASTM D412 |
| Alongamento na ruptura | 200–800% | ASTM D412 |
| Módulo 100% (M100) | 0,5–3 MPa | ASTM D412 |
| resistência ao rasgo | 10–55 kN/m | ASTM D624 |
| Conjunto de compressão | 10–40% (menor após a cura completa) | ASTM D395 |
| Dureza | Costa A 10–80 | ASTM D2240 |
Resistência à tracção
A resistência à tração é a tensão que uma peça de silicone suporta antes de se romper sob tensão, medida em um corpo de prova em forma de haltere. ASTM D412. O silicone de uso geral chega a 4–11 MPa. Os graus de alta resistência e alta resistência ao rasgo atingem aproximadamente 13 MPa.
Isso é inferior ao da borracha natural ou nitrílica, e raramente é o fator limitante na prática. O silicone é especificado para vedação, isolamento e peças com toque suave, onde o alongamento, a deformação permanente por compressão e a estabilidade térmica são mais importantes do que a resistência máxima à tração. Tipo e carga de enchimento mover o número mais: reforçando sílica fumada Aumenta a resistência à tração, enquanto cargas espessas e extensíveis a diminuem para reduzir custos.
Se uma peça realmente precisa suportar carga sob tensão, o silicone geralmente não é o material certo — isso é uma limitação do projeto, não uma característica que você possa ajustar para contorná-la.
Alongamento na ruptura (elasticidade e flexibilidade)
O alongamento na ruptura é a distância que o silicone se estica antes de romper, expresso como uma porcentagem do comprimento original e medido no mesmo corpo de prova ASTM D412 utilizado para o ensaio de resistência à tração. Exemplos típicos de alongamento na ruptura do silicone são apresentados a seguir. 200–800%, com graus mais macios e de baixa dureza situando-se na extremidade superior.
Essa é a propriedade por trás da “elasticidade e flexibilidade” do silicone. Ela permite que uma chupeta de dureza 30 Shore A, uma tampa elástica ou um fole se deformem repetidamente e retornem à forma original. Alongamento e dureza são inversamente proporcionais: à medida que a dureza aumenta para uma peça mais rígida, o alongamento diminui.
Módulo 100% (M100 / M300)
O módulo é a tensão necessária para esticar a amostra até um alongamento predefinido — M100 a 100% de alongamento, M300 a 300% — também obtido no teste D412. O M100 da silicone normalmente fica em torno de 0,5–3 MPa.
Para componentes submetidos a flexões repetidas com baixa deformação, como teclados e membranas, o módulo de elasticidade é mais importante que a resistência à tração. Ele descreve a força necessária para a deflexão, que é o que o projetista realmente sente e especifica. Dois materiais diferentes podem ter o mesmo valor de resistência à tração e se comportar de maneira muito distinta em serviço, devido às diferenças em suas curvas de módulo.
Resistência ao rasgo
A resistência ao rasgo é a resistência à propagação de um corte ou entalhe, medida por ASTM D624 (geralmente Matriz B ou Matriz C) e relatado em kN/m. O silicone varia de 10–55 kN/mOs silicones de uso geral ocupam a faixa inferior, enquanto as formulações de silicone de alta resistência ao rasgo ocupam a faixa superior.
A resistência ao rasgo, e não a resistência à tração, é a especificação que determina se peças de paredes finas e peças com cantos internos vivos resistem à desmoldagem e ao uso em campo. Produtos para bebês, membranas finas e peças com raios de curvatura pequenos devem ser cotados com base em um alto grau de resistência ao rasgo. Um pequeno corte que seria apenas estético em uma peça espessa torna-se um ponto de início de rasgo em uma peça fina.
Conjunto de compressão
A deformação permanente por compressão mede quanta deformação permanente permanece após uma peça de silicone ser mantida comprimida e, em seguida, liberada — testada por ASTM D395 (Método B, deflexão constante). Uma porcentagem menor é melhor. O silicone escorre. 10–40%, E uma pós-cura completa o empurra para a extremidade inferior.
Essa é a propriedade que define o silicone. junta ou vedação. A baixa deformação permanente por compressão é o principal motivo pelo qual o silicone supera a maioria dos elastômeros na vedação estática em amplas variações de temperatura: ele permanece comprimido e continua vedando, em vez de sofrer deformação permanente e vazar.
O sistema de cura e a pós-cura determinam o valor. O silicone curado com platina e submetido a uma pós-cura adequada apresenta baixa deformação permanente por compressão; materiais subcurados ou curados com peróxido, sem uma pós-cura adequada, não apresentam essa característica. Se a função principal for a vedação a longo prazo, a deformação permanente por compressão após a pós-cura é o valor a ser exigido na ficha técnica — e não o valor da peça moldada.
Como a dureza se relaciona com os números mecânicos
A dureza (durômetro) é medida por ASTM D2240 na escala Shore A, com silicone comumente disponível em Costa A 10 a 80. A dureza não é um valor de resistência, mas é o indicador mais rápido entre os demais: materiais mais macios esticam mais (maior alongamento) e são mais flexíveis (menor módulo); materiais mais duros resistem à deformação, mas perdem alongamento.
Na maioria das negociações de fornecimento, o durômetro é o primeiro fator a ser considerado. Os valores de resistência à tração, ao rasgo e módulo de elasticidade variam de acordo com ele.
Relacionado: Dureza Shore A do silicone: efeitos na sensação ao toque, vedação e durabilidade. — o guia completo de seleção de silicone macio versus silicone rígido e dureza por aplicação.
Silicone versus outros elastômeros
Os números mecânicos só têm significado em comparação. Em relação às borrachas comuns, o silicone troca resistência bruta por faixa de temperatura, deformação permanente por compressão e resistência ao envelhecimento.
| Propriedade | Silicone (VMQ) | Borracha Natural (NR) | EPDM | Nitrilo (NBR) |
|---|---|---|---|---|
| Resistência à tracção | 4–11 MPa | 20–30 MPa | 7–21 MPa | 10–25 MPa |
| Alongamento na ruptura | 200–800% | 400–700% | 200–600% | 300–600% |
| resistência ao rasgo | Baixo a moderado | Alto | Moderado | Moderado |
| Conjunto de compressão | Excelente (baixo) | Pobre | Bom | Moderado |
| Temperatura de serviço | −60 a +230 °C | −50 a +80 °C | −50 a +150 °C | −30 a +120 °C |
| UV / ozônio / envelhecimento | Excelente | Pobre | Excelente | Pobre |
A conclusão é simples: se a peça precisa de resistência máxima à tração ou ao rasgo em temperatura ambiente, a borracha natural (NR) ou a borracha nitrílica (NBR) se destacam nos quesitos mecânicos. Se a necessidade for de vedação confiável, resistir ao calor e, além de manter sua forma ao longo dos anos, a menor resistência do silicone é uma compensação aceitável.
Onde esses números deixam de ser válidos
Cada intervalo acima depende da qualidade e do processo. O sistema de enchimento, a química de cura e a pós-cura podem influenciar a resistência à tração, ao rasgo e à deformação permanente por compressão em toda a faixa — duas peças rotuladas como “silicone” podem diferir em até 2 vezes na resistência ao rasgo. O valor publicado também reflete amostras de laboratório, não a espessura da parede, a geometria ou as tensões de desmoldagem do seu produto.
Antes que esses números se tornem uma especificação real, três informações são necessárias: a dureza Shore A desejada, a função de controle (vedação estática, flexão dinâmica ou estrutural) e a faixa de temperatura de serviço. Com esses dados, a especificação mecânica se torna mais precisa rapidamente. Sem eles, qualquer valor isolado de resistência à tração ou ao rasgo é apenas um dado, não uma especificação.
Perguntas frequentes
Qual é a resistência à tração da borracha de silicone?
A silicone de uso geral tem uma resistência de 4 a 11 MPa, de acordo com a norma ASTM D412, com graus de alta resistência chegando a cerca de 13 MPa. É inferior à borracha nitrílica ou natural.
Qual é o limite de elasticidade do silicone antes de romper?
O alongamento na ruptura é tipicamente de 200–800%. Os materiais mais macios, com baixa dureza, são os que mais se alongam.
O silicone tem boa elasticidade à compressão?
Sim. Com uma constante dielétrica de aproximadamente 10–40% (menor após a cura completa), o silicone mantém sua forma sob compressão sustentada melhor do que a maioria dos elastômeros, razão pela qual é usado em vedações e juntas.
Qual é mais resistente, silicone ou EPDM?
Qual é mais resistente, silicone ou EPDM?
Por que o silicone tem baixa resistência à tração, mas alta elongação?
A estrutura flexível de siloxano (Si–O) do silicone estica-se facilmente, proporcionando um alongamento de 200–800%, mas as mesmas baixas forças intermoleculares limitam a resistência à tração a 4–11 MPa. Cargas de reforço, como a sílica fumada, aumentam a resistência à tração sem sacrificar muito a flexibilidade.
Qual norma ASTM é usada para medir a resistência ao rasgo do silicone?
A resistência ao rasgo é medida de acordo com a norma ASTM D624 (geralmente Die B ou Die C) e expressa em kN/m. O silicone de uso geral apresenta valores entre 10 e 55 kN/m, com graus de alta resistência ao rasgo na extremidade superior.
Qual é o módulo 100% (M100) do silicone?
M100 é a tensão necessária para esticar um espécime até o alongamento 100%, tipicamente de 0,5 a 3 MPa para silicone, conforme a norma ASTM D412. Ela prevê a força de deflexão com maior precisão do que a resistência à tração para peças submetidas a flexão repetida com baixa deformação, como teclados e membranas.
