Siliconas QUÍM.

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Química

Son compuestos orgánicos que poseen en su molécula átomos de silicio unidos a átomos de oxígeno; responden a la fórmula general (R2SiO)?, en la que R representa un radical alquílico. Como su fórmula empírica es semejante a la de las cetonas (v.), R2CO, el descubridor de aquellos compuestos, Frederick S. Kipping (1937), los denominó siliconas (sílico-cetonas); esta denominación ha sido extendida posteriormente a un conjunto más amplio de sustancias órgano-silicio-oxigenadas. Pese a la analogía en el nombre, las s. (-SiR2-O-) no tienen semejanza física ni química con las cetonas orgánicas correspondientes (Rr-C=0), ya que éstas son monómeras (están constituidas por moléculas prácticamente independientes) y aquéllas son polímeras, es decir, están formadas por la unión de muchas moléculas entre sí, de acuerdo con determinados ángulos de enlace, dando lugar a la formación de las llamadas macromoléculas (v. POLIMERIZACIÓN).

La química orgánica del silicio (v.) se basa en las investigaciones clásicas de F. S. Kipping, tal como se describen en una serie de artículos publicados en el "Journal of the Chemical Society", en 1901-44. Los avances en los últimos años han sido muy rápidos, y la bibliografía sobre este aspecto de la química del silicio ha aumentado enormemente; este desarrollo se debe, en gran parte, a las- aplicaciones de las s. como productos industriales de propiedades poco frecuentes y muy interesantes.

Las s. tienen carácter orgánico e inorgánico; se pueden considerar derivadas del siloxano H3Si-O-SiH3 y formadas por grupos siloxano sustituidos. Pueden ser polímeros lineales del tipoR R R R 0 0 0 1 0 / / / /etc. Si si si si R R R Ro bien polímeros con cadenas entrecruzadas de los tipos 1R R RR O RO ~ O ~ OI O ~ OSI Si sisi si SiIIIIIIR O RR O R R y R I R O O/O/O/ /Si Si/Si siR R R0 R 1dependiendo las propiedades del polímero de la intensidad del entrecruzamiento, así como de la naturaleza de los grupos R.

Propiedades. Las s. son sustancias cuyo aspecto y propiedades físicas varían mucho: desde aceites que permanecen fluidos a temperaturas muy bajas, a sólidos análogos al caucho; sus propiedades características son: tendencia a repeler el agua, elevada constante dieléctrica y resistencia a la oxidación y a la descomposición térmica. La mayoría de las resinas líquidas o fluidas que existen en el comercio son incoloras o ligeramente amarillentas; las que poseen una viscosidad baja, análoga a la del agua, huelen ligeramente, pero, sin embargo, las de mayor viscosidad son aceitosas, no volátiles y totalmente inodoras.

Las resinas de s. poseen un aspecto análogo al de las resinas sintéticas y pueden presentar diversos colores, desde incoloras a pardas. El caucho de s. es análogo en su aspecto, y por la sensación que produce al tacto, al caucho natural; varía el color, que de ordinario es blanco o pardo; el caucho de s. curado es inodoro y se puede obtener de muy diversos grados de dureza, de forma análoga al caucho natural o sintético. Existen en el comercio grasas de s., que son similares en apariencia y en tacto a las vaselinas y a las grasas derivadas del petróleo.

Preparación. Se realiza a partir de combinaciones halogenadas del silicio, del tipo R3SiCl, R2SiC12 o RSiC13. Por hidrólisis (v.) de las mismas se obtienen, respectivamente, SiOHR3 (silanoles), Si(OH)2R2 (silanodioles) y Si(OH)3R (silanotrioles); por deshidratación de dichos compuestos se forman polímeros de diversos tipos. En el primer caso se obtienen disiloxanos (R3Si-O-SiR3):RRII R-Si-CH + HO-Si-RIIRREn los silanodioles, la condensación prosigue y da lugar a la formación de cadenas supermoleculares, de fórmula:-SiR2 O-SiRZ O-SiR2-0-las cuales pueden constituir cadenas largas (R2SiO). Si el número de miembros es muy grande; si el número es pequeño (R2SiO)n, se cierran en anillos. Mediante la adecuada adición de silanoles puede limitarse a voluntad la longitud de las cadenas, ya que dichos compuestos originan una terminación de la cadena. La condensación de los silanotrioles da lugar a un sistema de estructuras laminares formadas por cadenas entrecruzadas (R2Si203); se puede variar a voluntad su extensión y entramado mediante la correspondiente mezcla de silanoles y silanodioles.

Por este procedimiento es posible fabricar "a medida" estructuras de s. perfectamente delimitadas, que por su mayor o menor grado de entrecruzamiento de cadenas dan lugar a compuestos de propiedades características muy bien determinadas. Las combinaciones halogenadas de silicio, de las que se parte para esta obtención, se preparan sustituyendo uno o más átomos de cloro del C14Si por los radicales orgánicos elegidos, mediante la reacción de Grignard (v.) en la forma siguiente:R-CI+Mg R-Mg-Cl 2R-Mg-C1+C14Si -~ R2S’C12+2MgCl2 Aplicaciones. El campo de aplicación de las s. está todavía en sus comienzos, en cuanto a la gran cantidad de posibilidades que ofrecen este tipo de compuestos. La ingeniería y la industria se han beneficiado considerablemente con su uso. Las primeras s. puras que aparecieron en el mercado eran fluidos que se empleaban para amortiguar las vibraciones de instrumentos instalados a bordo de aviones o barcos o bien máquinas, ya que la invariabilidad de su viscosidad frente a los cambios de temperatura las hacen particularmente interesantes en este caso.

Las s. líquidas son estables en el intervalo-84° C y260° C, químicamente inactivas y neutras, por lo que se emplean satisfactoriamente como líquido para frenos y también para brújulas; se usan asimismo para el tratamiento del cuero y tejidos y como agentes antiespumantes. Mezcladas con ciertos aceites empleados como lubricantes en motores diesel, se reduce su tendencia a formar espuma; basta menos de 0,5 1. para un vagón cisterna de aceite. El mayor consumo corresponde a los aceites de s., que se emplean como líquidos antiadherentes para los moldes de las industrias de caucho, moldeado de plásticos, hierro colado y otros metales. Se emplean también en la fabricación de preparados de cosmética. Estas resinas líquidas son por lo general dimetil-s. de peso molecular relativamente "bajo, con una baja tensión superficial, elevado poder humectante con los metales y, como ya se ha dicho, cambios muy pequeños de viscosidad con la temperatura.

Las grasas de s. son particularmente adecuadas para una lubricación efectiva a temperaturas muy altas o muy bajas, así como en ajustes de llaves para alto vacío, por su baja presión de vapor.

Las resinas de s. y las lacas-s. se usan ventajosamente como material aislante en motores eléctricos; además, como impregnantes y para pinturas resistentes al calor, y, en general, para aplicaciones en recubrimientos, en los que se requiere una estabilidad térmica a temperaturas de 300-500,C. Las propiedades térmicas, combinadas con las dieléctricas, las hacen particularmente útiles para aislamientos eléctricos sometidos a altas temperaturas; se emplean asimismo en la fabricación de pinturas para tubos de escape, frentes de calderas y chimeneas, donde los recubrimientos protectores convencionales no resultaban satisfactorios por su poca resistencia al calor.

Los cauchos de s. son composiciones que contienen un polímero lineal de dimetil-s., de alto peso molecular; poseen propiedades elásticas sobresalientes, son insensibles a la temperatura, conservan la ductilidad a -551C, y la elasticidad hasta 200° C, y son químicamente inatacables. Tienen una notable resistencia a la acción de las grasas; resultan muy útiles como materiales para juntas y empaquetaduras en automóviles y aviones, y como aislantes para el recubrimiento de conductores eléctricos. Algunos de estos materiales, como el "silastic", reúnen buenas propiedades dieléctricas y presentan notable resistencia a numerosos productos químicos y a la oxidación.

En cuanto al futuro de las s., es de esperar que irán en aumento sus campos de aplicación, dadas sus características especiales, adaptables a las condiciones que requieren gran número de los nuevos procesos técnicos.

J. DE DIOS LÓPEZ GONZÁLEZ.

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