Matéria Técnica Silicones Apresentação As principais inovações e aplicações concentram-se no mercado automobilístico de peças técnicas e perfis, cabos e na construção civil. O silicone tornou-se matéria-prima indispensável na composição de cosméticos, produtos para saúde e lubrificantes. Tem ampla aplicação nas indústrias de construção civil, têxtil, eletroeletrônica e automotiva, contribuindo para gerar conforto, segurança e qualidade de vida para milhões de pessoas. Somente o segmento de cabos chega a demandar de dois a três novos compostos a cada dois meses. A novidade é um hidrofugante para ser usado em impermeabilizações externas da construção civil. Ele serve para proteção de paredes e revestimentos contra umidade, usado a partir da década de 50 e a primeira fábrica de mistura foi construída na década de 60, no município de Duque de Caxias no Rio de Janeiro. Os silicones resistem à decomposição pelo calor (suportam temperaturas que podem variar de -65ºC a 400ºC), à água e oxidação, além de serem bons isolantes elétricos. Apresentam-se como fluídos, resinas ou borrachas sintéticas. Atualmente estima-se que os silicones são utilizados em mais de 5.000 produtos. O silicone é usado em inúmeros segmentos industriais sem perder suas características de permeabilidade, elasticidade e brilho. Quando incinerado, não gera gases que poluem a atmosfera. São ótimos agentes de polimento, vedação e proteção, atuando como impermeabilizantes e lubrificantes. Na medicina são empregados como material básico de próteses. prolongando a vida útil dos materiais expostos a intempéries. A utilização de silicones é muito importante em "air-bags". No Brasil apenas 2% dos veículos são equipados com este A Rhodia é a líder no mercado europeu dispositivo de segurança. Por este razão este mercado deverá registrar uma significativa expansão a médio prazo. de compostos e no Brasil começou a atuar em 2003. A unidade de compostos de silicones da Rhodia está O mercado brasileiro deste produto é estimando em cerca de US$ 200 milhões por ano. capacitada a desenvolver diversos tipos de compostos Desafios desde a etapa de laboratório até a utilização final pelo cliente, enfatiza Lucas, Gerente Comercial da Rhodia. O maior entrave para o desenvolvimento de um mercado consumidor estável de silicone no Brasil é a pirataria e o contrabando de peças prontas, principalmente da Ásia. Isto inibe a produção por parte das empresas brasileiras de artefatos que usem silicone em sua formulação ou em seu acabamento. Alguns exemplos são os teclados de celulares, rádiosrelógio e objetos de decoração ("anjinhos da China") e outros. Introdução Os silicones são polímeros quimicamente inertes que têm sua origem no silício mineral. A primeira síntese registrada foi feita em 1900 pelo cientista alemão Wöhler, começando a ser explorado industrialmente a partir da 2ª Guerra Mundial, quando foram construídas as primeiras fábricas na Alemanha e nos Estados Unidos. No Brasil, o silicone começou a ser 40 - Borracha Atual "Vamos integrar o silicone com os outros produtos da empresa. " Lucas Gerente comercial da Rhodia Matéria Técnica HISTÓRIA DO SILICONE NO BRASIL 1942 Construção de fábricas de silicone nos EU A e A lem anha para fins m ilitares 1900 1956 Prim eira fábrica brasileira de em ulsão de silicones no R io de Janeiro 1970 Prim eira produção localda m atéria-prim a básica Fonte:A B IQ U IM 2000 Criação da Com issão Setorialde Silicones da A B IQ U IM 2000 1900 D escoberta do silicone pelo alem ão D r.W öhler 1950 Início das im portações no B rasil Meio Ambiente 1960 Início das im portações de derivados do silicone IM PORTAÇÕES E EXPORTAÇÕES BRASILEIRAS DE SILICONES Uma das características do silicone é sua longevidade e compatibilidade com os meios de aplicação. Por ser inerte, não 1975 D esenvovim ento de laboratórios nacionais para adequar o silicone ás condições brasileiras 1999 A 2004 120 traz malefícios para o meio ambiente, não contamina o solo, nem a água nem o ar. Além dessas propriedades, também não há registro de que tenha provocado algum tipo de reação alérgica no ser humano. Com essas características, o silicone pode ser manipulado com segurança, sem o risco de 100 80 U S$ M ILH Õ ES FO B 60 40 provocar poluição ou danos à saúde humana. Muitos tipos de silicone são recicláveis e outros são de simples disposição, sem agressão ao meio ambiente. 20 0 Mercado mundial e brasileiro Fonte:A B IQ U IM Cerca de 80 % da produção mundial do polímero de silicone concentra-se nas mãos de cinco fabricantes: Dow Corning, GE, Rhodia, Shinetsu e Wacker. No Brasil, Dow Corning, IM PORTAÇÕES E EXPORTAÇÕES BRASILEIRAS DE SILICONES 1999 A 2004 Rhodia e Wacker importam o polímero base e produzem selantes, fluídos , desmoldantes, entre outros materiais. Segundo estimativas da comissão de silicones da ABIQUIM, 40 35 30 o mercado brasileiro de silicone situa-se próximo aos US$ 200 milhões/ano, com consumo per capita de quase 25 1.000t 20 US$ 1 por habitante/ano, enquanto nos Estados Unidos chega 15 a US$ 8 habitante/ano. O silicone, substância que pode ser 10 encontrada em mais de 5.000 produtos, é produzido no 5 mundo por sete empresas, das quais quatro estão instaladas 0 no Brasil: Dow Corning, Rhodia, Wacker e GE, responsáveis pela produção de 1,5 milhão t/ano, que correspondem ao faturamento de US$ 5,5 bilhões. Fonte:A B IQ U IM Borracha Atual - 41 Matéria Técnica SEGM ENTAÇÃO DO M ERCADO BRASILEIRO DE SILICONES H igiene, Lim peza, Papel, Cosm ética, Celulose e B eleza e EletroO utros Saúde Construção eletrônico 8% Civil 10% 10% 20% 12% A utom obilístico 10% Têxtil 30% Plásticos e Processos Q uím icos Fonte:A B IQ U IM Principais aplicações dos Silicones Estética O silicone é muito utilizado pela indústria de produtos de beleza, saúde, higiene e limpeza, devido às suas características intrínsecas como o baixíssimo odor, baixa toxicidade e resistência a grandes variações de temperatura, sem alterações em suas propriedades. Na cosmética é largamente usado na fabricação de hidratantes, protetores solares e xampus. Nesta última aplicação, o silicone melhora a penteabilidade, o toque e o brilho, proporcionando aparência natural e saudável aos cabelos. Têxtil A indústria têxtil brasileira consome cerca de 1.700 toneladas/ano de silicone, equivalentes a 10% da produção nacional. O produto, que não provoca alergias na pele humana, é amplamente utilizado na fabricação de meias femininas e lingeries. Os elastômeros de silicone são usados como revestimento de certos tecidos técnicos usados em aplicações de alta tecnologia. O melhor exemplo disso é o "air-bag", projetado para inflar e proteger motoristas em caso de colisão. O silicone reveste tanto tecidos para esteiras transportadoras de produtos industriais, ou gêneros alimentícios durante a produção, como malhas de vidro para revestimento de cabos. Tecidos resistentes ao fogo também são revestidos com silicone, para assegurar proteção eficaz a equipamentos e pessoas expostas aos riscos do fogo, por exemplo, as forças armadas, bombeiros etc. Elastômeros de silicone, para contato com a pele, são usados para revestir peças femininas como meias, meias com punhos de renda, fechos de soutiens, cinta liga, etc. Pelo tratamento de tecidos com óleos ou emulsões de óleos 42 - Borracha Atual de silicone, podemos modular suas características quando utilizados para fins têxteis. Roupas e barracas podem ser impermeabilizadas; tecidos podem tornar-se mais macios e sedosos, ideais para forração de casacos, trajes de neve, edredons etc.; não perdem seu volume e permanecem confortáveis e quentes. O silicone está presente no dia-a-dia de milhões de consumidores, na formulação de produtos tão variados como amaciantes de tecidos ou revestimento para meias femininas. Suas propriedades de repelência à água, de antiespumante, de proporcionar toque suave e macio a tecidos os mais variados, de ser resistente a álcalis, estável sob altas temperaturas e alta lubricidade são ideais para a fabricação de produtos que geram conforto e segurança às pessoas e elevada vida útil para máquinas e equipamentos. Na indústria de linhas e fios suas características de resistência a elevadas temperaturas e alto poder lubrificante são fundamentais para a formulação de uma série de produtos que garantem maior produtividade permitindo rodar os equipamentos industriais a alta velocidade com o menor atrito possível. Eletro-eletrônica A indústria eletroeletrônica consome cerca de 10% de todo o silicone produzido no Brasil. O desenvolvimento da tecnologia permitiu a produção de peças e componentes eletrônicos cada vez menores e mais delicados, como circuitos impressos e conexões. O silicone serve principalmente como proteção destes componentes, através do preenchimento e encapsulamento transparente, sob a forma de resinas como verniz protetor, gel e elastômeros monocomponentes. Assim, pode-se evitar o desgaste e o atrito das peças, circuitos e conexões, aumentando a vida útil do equipamento. Os silicones desempenham um papel importante na proteção e no isolamento de equipamentos eletrotécnicos. Os óleos são usados como fluídos dielétricos para dissipar o calor produzido dentro de transformadores e para isolá-los. Pastas de silicone protegem os isoladores das linhas de transmissão de alta tensão contra incrustações. Os elastômeros de silicone curados a quente, revestem os cabos de força e os chicotes do sistema de ignição. São também usados para produção de conectores de alto desempenho e autolubrificantes para terminais de cabos de transmissão eletrônica na indústria automobilística. Os elastômeros de silicone vulcanizados a temperatura ambiente são usados para preencher diversas peças. Bons isolamentos são feitos com malhas de vidro e placas impregnadas com resinas de silicone. Os conectores de cabos de alta tensão precisam ter uma voltagem de ruptura elevada para evitar curtos-circuitos. Os elastômeros curados a quente e os curados a temperatura ambiente, com alta capacidade dielétrica, são materiais ideais para produzir estas conexões. Quanto aos isoladores Matéria Técnica de linhas de alta tensão, devem ter alta resistividade superficial em qualquer circunstância, para evitar correntes de fuga superficiais. Medicina O silicone é bastante disseminado na fabricação de antiflatulentos, próteses internas e externas e moldes dentários, por ser um produto seguro que, em condições indicadas de uso, não provoca efeitos colaterais. Reproduzir um formato através de uma impressão é um procedimento rotineiro para dentistas e protéticos. A impressão precisa dos dentes do paciente, tirada pelo dentista em apenas alguns minutos, usando um elastômero de dois componentes, o que permite ao protético produzir uma prótese perfeitamente ajustada à boca do paciente. Cateteres, sistemas de perfusão e transfusão, tubos, mangueiras de circulação extracorpórea e peças de certos tipos de bombas, têm as qualidades essenciais de segurança e confiabilidade: são transparentes, resistentes, atóxicas e biocompatíveis. Utilidades Domésticas Os elastômeros de silicone monocomponentes vulcanizados a temperatura ambiente grau alimentício em dispersão e as resinas de silicone formam o revestimento ideal para formas de pão e outros moldes usados por padeiros e confeiteiros. Sua resistência às altas temperaturas dos fornos e as propriedades antiaderentes, garantem uma desmoldagem perfeita, várias vezes seguidas, ao longo de vários anos. em ambientes úmidos. Assim, impede os organismos aquáticos de aderirem ao casco sem envenená-los e apresenta grande durabilidade. Nos EUA e Europa, a indústria de pneus já utiliza silicone para fabricar os chamados pneus ecológicos ("green tire"), que são mais resistentes e provocam menos atrito com o solo sem prejudicar a segurança dos veículos. Na indústria aeronáutica e aeroespacial, é importante composto na fabricação de fios e cabos. Enquanto a borracha comum resiste a temperaturas de até 150ºC, o silicone pode suportar até 400ºC sem perder suas propriedades. Construção civil No segmento da construção civil, o silicone pode ser aplicado em três linhas básicas: selantes, hidrofugantes e aditivos. O selante de silicone é utilizado em vedações de caixilhos, de peças sanitárias, rejunte de pias, de box, de banheiras, de azulejo, de piso, de pias de cozinha e de juntas de dilatação. Quanto à função hidrofugante, o silicone é usado na proteção de tijolos, concreto, telhas, rejuntes e pedras naturais, impedindo a absorção de água e permitindo a saída de vapores. Como aditivo de tintas, o silicone funciona como ligante, reforçando a estrutura molecular, aumentando a aderência da tinta e agindo como antiespumante, evitando a formação de "bolhas" durante a aplicação. Fontes Bibliográficas Na cozinha, potes, panelas e outros artigos são tornados antiaderentes pelo revestimento com silicone (resinas de silicone metil ou metil fenil silicone) grau alimentício. Rolhas de garrafas de vinho ou champanhe também são tratadas com silicones em dispersão. Conferem propriedades antiaderentes modulares, que resultam em boas velocidades de engarrafamento, mas assegurando que as rolhas não afundem para o interior da garrafa. Alimentos 1) Foams: Fundamentals & Applications in the petroleum industry" - Lewis & Minyard Capítulo 12 "Antifoaming and defoaming in refineries". 2) Artigo de revista "Oxidative stabilization of dimethyl silicone fluids with iron between 70 and 370 ºc", "Polymer SCI.: Symposium no.40, Moldes de confeitaria, bandejas de gelo, máquinas automáticas de servir bebidas e bicos de mamadeira são algumas das inúmeras peças feitas de elastômeros de silicones para aplicações de contato com alimentos. Algumas características são essenciais, tais como ser inerte, atóxica, resistente, transparente e incapaz de alterar o sabor do alimento. Ecologia 189-197 (1973)" "1973 by John Wiley & Sons, Inc." 3) Artigo "Behaviour of silicone antifoam additives in synthetic ester lubricants", stletribology transactions volume 36 (1993), 3, 381-386 A capacidade antiaderente do silicone assume características ecológicas na proteção de cascos de barcos contra incrustações de organismos vegetais e animais que vivem na água. 4) Artigo de revista, "Reaction of polysilox- Para resolver esse problema, o silicone alia suas características atóxicas às suas propriedades de antiaderência e de resistência 5) Site da ABIQUIM (Associação Brasileira da anes and iron 2-ethylhexoate" polymer, 1992, volume 33, number 18 Indústria Química) - Comissão de Silicones