Il silicone è un polimero termoplastico o termoindurente? Ce lo spiega Silicone & Specialties

Ogni materiale porta con sé una specifica architettura molecolare e un comportamento meccanico che si riflette direttamente sulla funzionalità del dispositivo in cui è utilizzato.

Il silicone, appartiene alla famiglia dei polimeri termoindurenti: è caratterizzato da una rete tridimensionale reticolata basata su legami silossanici. Questa struttura conferisce al materiale un recupero elastico estremamente stabile, una deformazione permanente molto ridotta e una sensibilità minima alle variazioni di temperatura.

La sua resilienza deriva proprio dalla natura irreversibile della reticolazione: una volta formata, la rete non fonde e non fluisce, e questo permette al silicone di mantenere le proprie proprietà anche dopo cicli intensivi di compressione, torsione o allungamento.

La sua inerzia chimica e la biocompatibilità lo rendono poi un riferimento per applicazioni a contatto prolungato con fluidi biologici.

I polimeri termoplastici, al contrario, sono costituiti da catene lineari o ramificate che si ammorbidiscono con il calore e possono essere rimodellate o riciclate. La loro risposta meccanica dipende dal movimento relativo delle catene, dalla capacità di scorrimento sotto carico e dalla combinazione di deformazione elastica e plastica. Questa natura li rende estremamente versatili dal punto di vista produttivo: consentono geometrie complesse, tolleranze strette e una modulazione molto ampia della rigidità. Tuttavia, il recupero elastico è meno stabile rispetto a quello degli elastomeri reticolati, e il rischio di deformazione permanente aumenta con l’accumulo di cicli meccanici, soprattutto quando il materiale è sottoposto a compressione prolungata o a sollecitazioni ripetute.

Le differenze diventano evidenti quando si osservano applicazioni reali.

Nelle pompe peristaltiche, ad esempio, il tubo viene completamente compresso migliaia o milioni di volte. In questo contesto il silicone eccelle: mantiene la sezione interna, non collassa e conserva la portata nel tempo grazie al suo basso compression set. Resiste inoltre a cicli ripetuti di sterilizzazione senza degradare le proprie prestazioni.

Un polimero termoplastico, anche se formulato per essere elastico, tende a sviluppare comunque schiacciamento permanente, riducendo progressivamente la sezione utile e compromettendo la portata. Il motivo è intrinseco: la rete reticolata del silicone recupera la forma, mentre le catene libere del termoplastico scorrono e si assestano in nuove configurazioni permanenti.

Invece, in applicazioni come i raccordi e le connessioni regolamentate da norme quali la ISO 80369, il requisito fondamentale è la capacità del materiale di mantenere la geometria funzionale durante l’innesto, oltre alla stabilità dimensionale nel tempo. Le tolleranze previste dalla norma sono molto strette e presuppongono l’impiego di materiali rigidi, in grado di non deformarsi quando vengono sottoposti alle forze di accoppiamento. Un elastomero, per sua natura, si deformerebbe durante l’inserimento, rischiando di alterare il profilo dell’interfaccia, la ripetibilità dell’aggancio e la compatibilità con gli standard dimensionali richiesti.

Esistono anche scenari ibridi, come nei profili coestrusi, in cui è necessario combinare una parte elastica per l’interfaccia funzionale con una parte rigida per garantire stabilità dimensionale sotto compressione. La coestrusione permette di integrare in un unico componente funzioni diverse, ottimizzando prestazioni e semplificando l’assemblaggio.

La distinzione tra silicone e materiali termoplastici riguarda principalmente il diverso modo in cui ciascuna architettura molecolare dissipa, conserva o trasferisce l’energia meccanica. Gli elastomeri reticolati come il silicone rispondono ai cicli con un recupero elastico governato dalla rete tridimensionale, mentre i termoplastici modulano la loro deformazione attraverso lo scorrimento delle catene.

Ogni materiale porta con sé una specifica architettura molecolare e un comportamento meccanico che si riflette direttamente sulla funzionalità del dispositivo in cui è utilizzato.

Il silicone, appartiene alla famiglia dei polimeri termoindurenti: è caratterizzato da una rete tridimensionale reticolata basata su legami silossanici. Questa struttura conferisce al materiale un recupero elastico estremamente stabile, una deformazione permanente molto ridotta e una sensibilità minima alle variazioni di temperatura.

La sua resilienza deriva proprio dalla natura irreversibile della reticolazione: una volta formata, la rete non fonde e non fluisce, e questo permette al silicone di mantenere le proprie proprietà anche dopo cicli intensivi di compressione, torsione o allungamento.

La sua inerzia chimica e la biocompatibilità lo rendono poi un riferimento per applicazioni a contatto prolungato con fluidi biologici.

I polimeri termoplastici, al contrario, sono costituiti da catene lineari o ramificate che si ammorbidiscono con il calore e possono essere rimodellate o riciclate. La loro risposta meccanica dipende dal movimento relativo delle catene, dalla capacità di scorrimento sotto carico e dalla combinazione di deformazione elastica e plastica. Questa natura li rende estremamente versatili dal punto di vista produttivo: consentono geometrie complesse, tolleranze strette e una modulazione molto ampia della rigidità. Tuttavia, il recupero elastico è meno stabile rispetto a quello degli elastomeri reticolati, e il rischio di deformazione permanente aumenta con l’accumulo di cicli meccanici, soprattutto quando il materiale è sottoposto a compressione prolungata o a sollecitazioni ripetute.

Le differenze diventano evidenti quando si osservano applicazioni reali.

Nelle pompe peristaltiche, ad esempio, il tubo viene completamente compresso migliaia o milioni di volte. In questo contesto il silicone eccelle: mantiene la sezione interna, non collassa e conserva la portata nel tempo grazie al suo basso compression set. Resiste inoltre a cicli ripetuti di sterilizzazione senza degradare le proprie prestazioni.

Un polimero termoplastico, anche se formulato per essere elastico, tende a sviluppare comunque schiacciamento permanente, riducendo progressivamente la sezione utile e compromettendo la portata. Il motivo è intrinseco: la rete reticolata del silicone recupera la forma, mentre le catene libere del termoplastico scorrono e si assestano in nuove configurazioni permanenti.

Invece, in applicazioni come i raccordi e le connessioni regolamentate da norme quali la ISO 80369, il requisito fondamentale è la capacità del materiale di mantenere la geometria funzionale durante l’innesto, oltre alla stabilità dimensionale nel tempo. Le tolleranze previste dalla norma sono molto strette e presuppongono l’impiego di materiali rigidi, in grado di non deformarsi quando vengono sottoposti alle forze di accoppiamento. Un elastomero, per sua natura, si deformerebbe durante l’inserimento, rischiando di alterare il profilo dell’interfaccia, la ripetibilità dell’aggancio e la compatibilità con gli standard dimensionali richiesti.

Esistono anche scenari ibridi, come nei profili coestrusi, in cui è necessario combinare una parte elastica per l’interfaccia funzionale con una parte rigida per garantire stabilità dimensionale sotto compressione. La coestrusione permette di integrare in un unico componente funzioni diverse, ottimizzando prestazioni e semplificando l’assemblaggio.

La distinzione tra silicone e materiali termoplastici riguarda principalmente il diverso modo in cui ciascuna architettura molecolare dissipa, conserva o trasferisce l’energia meccanica. Gli elastomeri reticolati come il silicone rispondono ai cicli con un recupero elastico governato dalla rete tridimensionale, mentre i termoplastici modulano la loro deformazione attraverso lo scorrimento delle catene.

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