A fragilidade da goma de silicona a 250 graos non é unha manifestación "normal" dela, senón o resultado do seu mecanismo de envellecemento en condicións específicas.
Xeralmente, a goma de silicona é coñecida pola súa resistencia á calor, con temperaturas de servizo a longo prazo{0}}que normalmente oscilan entre -60 graos e 200-230 graos . Cando a temperatura sobe ata o límite superior de 250 graos ou superior, varios procesos importantes de envellecemento aceleraranse, chegando finalmente á fragilidade. A causa fundamental da fragilidade reside na degradación química irreversible da cadea principal e dos grupos laterais do polímero de caucho de silicona. A continuación móstranse varios mecanismos fundamentais que conducen á fragilidade
1. Proceso de oxidación do grupo lateral (o mecanismo principal): o tipo máis común de caucho de silicona é o caucho de silicona de metil vinil. A altas temperaturas, o osíxeno do aire atacará os grupos metilo (-CH₃) das cadeas laterais dos polímeros. Reacción química: o grupo metilo oxídase, formando primeiro un grupo hidroxilo (-OH), que despois pode cruzar-ou xerar outros óxidos. Este proceso forma puntos de reticulación adicionais (entrecruzamento oxidativo) entre cadeas moleculares.
Consecuencia: a medida que o número de puntos de reticulación adicionais segue aumentando, a rede de polímero faise demasiado densa e axustada. O material perde a súa elasticidade, vólvese ríxido e, finalmente, sofre unha fractura fráxil cando se somete a un esforzo menor. Podes imaxinar unha rede de pesca. Cando os seus nodos fanse demasiados e demasiado densos, perde a súa flexibilidade e rompe facilmente cando se tira.
2.Proceso de despolimerización da cadea principal ("reacción de desenrolamento): a unha temperatura suficientemente alta, a propia cadea principal de siloxano (-Si-O-) pode romperse. Reacción química: a cadea principal rompe, xerando oligómeros cíclicos (como D3, D4, etc.) e outras pequenas moléculas.
Consecuencia: a lonxitude da cadea polimérica acúrtase e o peso molecular diminúe. Isto leva directamente a unha redución da resistencia mecánica do material. Cando a cadea se fai demasiado curta, o material non pode soportar eficazmente o estrés e tamén se fará quebradizo. Este proceso pode ocorrer tanto en presenza como en ausencia de osíxeno, pero é particularmente significativo a temperaturas extremadamente altas.
3. Proceso de perda de substancias volátiles e plastificantes: durante a produción de caucho de silicona, poden quedar algúns siloxanos de baixo peso-molecular- ou engadir algúns aditivos para mellorar a procesabilidade. A altas temperaturas a longo prazo-, estas substancias de baixo peso-molecular-volatilizaranse ou migrarán gradualmente.
Consecuencia: ata certo punto, estas substancias xogan un papel na lubricación interna e na plastificación. A súa perda fará que o material se endureza, encolle e se faga quebradizo.
4. Ciclismo térmico e fatiga por estrés
proceso: se hai frecuentes ciclos fríos e quentes no escenario de aplicación, a goma de silicona expandirase e contraerase constantemente.
Consecuencia: esta tensión periódica pode provocar microfisuras no material. Baixo a catálise de altas temperaturas, estas microfisuras acelerarán a súa expansión e conexión, levando finalmente a rachaduras macroscópicas fráxiles do material.