Tracing the History of Polymeric Materials, Part 25: Silicones
A Evolução dos Silicones: Da Teoria à Prática
A história dos silicones remonta ao final da década de 1930, um período marcado por intensas investigações nas áreas de química orgânica e na busca por novos materiais. O que começou como uma tarefa acadêmica logo se transformou em uma indústria vibrante. O ponto de partida foi uma reunião em 1938 entre a General Electric (GE) e a Corning Glass Works, onde discussões sobre reações químicas pavimentaram o caminho para a criação de silicones comerciais. Para entender a complexidade e a versatilidade desse material, é essencial olhar para a trajetória que o levou a se tornar um elemento tão valorizado em diversas aplicações industriais.
O cientista J. Franklin Hyde da Corning, que utilizava a abordagem da reação de Grignard, foi um dos primeiros a explorar as características dos silicones. Até 1942, suas pesquisas começaram a exigir recursos adicionais, o que levou à formação de uma joint venture com a Dow Chemical em 1943. Assim nasceu a planta Dow Corning em Midland, Michigan, próxima à fábrica da Dow. Por outro lado, Eugene Rochow, da GE, inovava ao descobrir um método direto para a síntese de silanos, rompendo o monopólio da Dow sobre a produção de silicones. A descoberta de Rochow em 1940 revolucionou a produção e, em 1944, a GE estava oficialmente no mercado de silicones.
O Crescimento do Setor de Silicones
O crescimento do mercado de silicones nas décadas seguintes foi notável. Em 1947, o Dr. Siegfried Nitzsche, da Alemanha, publicou um relatório que fundamentou a entrada da Wacker no setor em 1949, seguido pela Bayer em 1952, que mais tarde fez uma joint venture com a GE. Simultaneamente, o Japão iniciou sua produção de silicones em 1953 através da Shin-Etsu Chemical Co. A rápida evolução na fabricação de silicones tinha um impacto global, com a China se tornando não apenas uma grande produtora, mas também a maior consumidora de compostos organossilícicos no mundo.
Esse panorama industrial nos anos 50 e 60 teve um efeito duradouro em muitas aplicações. O primeiro produto comercial de silicone, o DC 4 Compound, foi utilizado para revestir fios de ignição de aeronaves aliadas durante a Segunda Guerra Mundial, evitando falhas em altas altitudes. Outro uso inovador foi o desenvolvimento do Silly Putty em 1949, um produto que se tornou uma ferramenta clássica para demonstrar propriedades de viscoelasticidade, ainda muito utilizado nos campos educacional e científico.
As Propriedades Únicas dos Silicones
As maravilhas dos silicones não param por aí. Esses materiais são reconhecidos por sua versatilidade, que se deve a uma química excepcional. A estrutura baseada em siloxano (Si-O) é extraordinariamente estável e resistente, permitindo que os silicones, em sua forma pura, resistam a temperaturas de até 300°C (572°F). Comparando com polímeros de carbono, como o POM, que se degradam a temperaturas muito mais baixas, é fácil entender por que os silicones são frequentemente escolhidos para aplicações em ambientes desafiadores.
Além da resistência ao calor, os silicones oferecem características de flexibilidade em temperaturas extremamente baixas, propriedade que é particularmente valorizada em aplicações na indústria alimentícia e de cosméticos, onde o contato direto com o corpo humano é necessário. E mais, a não necessidade de plastificantes para atingir este equilíbrio de propriedades torna os silicones especialmente atraentes para indústrias que priorizam a biocompatibilidade.
Desafios e Limitações dos Silicones
No entanto, apesar de suas muitas virtudes, os silicones não são isentos de desafios. As propriedades mecânicas, por exemplo, tendem a ser inferiores quando comparadas a compostos de borracha à base de carbono. Isto é especialmente relevante em aplicações onde a resistência ao rasgo é vital; embora existam grades que lidem bem com essa questão, a maioria ainda não atinge os limites exigidos por algumas indústrias.
Além disso, a permeabilidade a gases é uma característica reconhecida dos silicones, que pode ser uma desvantagem em certas aplicações. Eles também tendem a inchar na presença de solventes como o clorofórmio, tornando necessário um planejamento cuidadoso no projeto de produtos que terão contato com substâncias químicas agressivas.
Inovações Futuras nos Silicones
O campo dos silicones, no entanto, continua a evoluir. Novas pesquisas em cura de polímeros e o desenvolvimento de silsesquioxanos indicam um futuro promissor para melhorar a processabilidade de outros polímeros. Um estudo piloto que incorporou pequenas quantidades de silsesquioxanos ao polifenileno oxido (PPO) mostrou que era possível moldar o material na sua forma pura, sem adição de HIPS. Embora essa abordagem ainda exija mais investigação, indica um horizonte amplo e dinâmico, repleto de potenciais inovações.
Considerações Finais
A história dos silicones é uma narrativa de inovação e adaptação. Ao longo das décadas, esses produtos mostraram-se essenciais não apenas em aplicações técnicas, mas também em nosso cotidiano, da fabricação de adesivos a equipamentos de cozinha. A versatilidade dos silicones, embora acompanhada de limitações, solidificou seu lugar na indústria moderna. Ao olharmos para o futuro, as contínuas inovações no campo da química dos silicones prometem soluções ainda mais eficientes e eficazes para os desafios que enfrentamos, tanto industrial quanto ambientalmente.
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