Silikonkautschuk: Umfassender Leitfaden für Sie

Sind Sie ein Silikonkautschuk-Enthusiast und suchen nach einer echten Antwort auf die Frage, was Silikonkautschuk ist? Dann ist dieser Leitfaden genau das Richtige für Sie. Dieser umfassende Leitfaden informiert Sie über Bedeutung, Typen, Eigenschaften, Vor- und Nachteile, Aushärtezeit und andere interessante Dinge, die Sie über Silikonkautschuk wissen müssen. 

Was ist Silikonkautschuk?

Silikonkautschuk ist ein hochtemperaturbeständiges synthetisches Elastomer, das in verschiedenen Branchen eingesetzt wird. Aufgrund seiner Ungiftigkeit und Flexibilität sowie seiner hohen Temperaturbeständigkeit für Langlebigkeit, extremen Hitze- und Chemikalienbeständigkeit, hervorragenden elektrischen Isolationsfähigkeit für Hochspannungsanwendungen und Transparenz ist er ein bevorzugter Kautschuk für die Herstellung von Produkten, insbesondere in der Medizin- und Lebensmittelindustrie.

Silikonkautschuk hält Temperaturen von −55 bis 300 °C (−70 bis 570 °F) stand und ist daher im Allgemeinen nicht reaktiv, stabil und widerstandsfähig gegenüber extremen Umgebungsbedingungen. Darüber hinaus besteht Silikonkautschuk aus einer einzigartigen Kombination aus Silizium, Sauerstoffmolekülen, Kohlenstoff und Wasserstoff. Er ist vielseitig einsetzbar, verfügt über eine Vielzahl weiterer wünschenswerter Eigenschaften und ist in verschiedenen Formulierungen erhältlich.

Eigenschaften von Silikonkautschuk

Chemische Resistenz

Silikonkautschuk ist beständig gegenüber verschiedenen Chemikalien wie konzentrierter Schwefelsäure und Flusssäure sowie Lösungsmitteln und Industriechemikalien und eignet sich daher ideal für Dichtungs- und Isolieranwendungen.

Darüber hinaus zersetzt sich Silikonkautschuk nicht, wenn er Ozon ausgesetzt wird, selbst wenn er mit anderen ätzenden Substanzen wie Aminen, Brom, Wasserstoffperoxid usw. in Berührung kommt. Wenn Silikonkautschuk jedoch zu häufig mit polaren Lösungsmitteln und starken Basen wie Aceton in Berührung kommt, zersetzt er sich allmählich.

Temperaturbeständigkeit

Silikonkautschuk ist reißfest und eignet sich daher gut für Anwendungen in kaltem Klima und kryogenen Umgebungen. Er widersteht niedrigen und erhöhten Temperaturen von -50 °C bis 350 °C und ist daher für Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Belastung geeignet.

Darüber hinaus zersetzt sich Silikonkautschuk physikalisch nicht, selbst wenn er Wind, Regen, UV-Strahlen usw. ausgesetzt wird. Das bedeutet, dass Sie ihn in Automotoren, Öfen und anderen Temperatur- und Industrieanwendungen einsetzen können.

Hervorragende elektrische Isolierung

Silikonkautschuk zeichnet sich durch seine hervorragende elektrische Isolierung aus. Aufgrund seiner hohen Durchschlagsfestigkeit, thermischen Stabilität, Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie Flexibilität und Haltbarkeit kann er in verschiedenen elektronischen Geräten eingesetzt werden.

Vielseitigkeit und hohe Biokompatibilität

Silikonkautschuk zeichnet sich durch eine einzigartige Kombination aus thermischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften aus, was ihn zu einem vielseitig einsetzbaren Produkt macht. Er wird normalerweise verwendet, um bestimmte Farbgebungs-, Haltbarkeits- und Widerstandseigenschaften zu erreichen. 

Sie können sie sicher mit lebendem Gewebe verwenden und es gibt keine negativen Auswirkungen. Das bedeutet, dass Sie sie in der Medizin- und Gesundheitsbranche für Brustimplantate, Hautkontaktanwendungen, medizinische Geräte usw. verwenden können.

Flammhemmung

Dank seiner Flammhemmung ist Silikonkautschuk weniger brennbar und widersteht dem Brennen aufgrund seiner hervorragenden chemischen Zusammensetzung aus Silizium-Sauerstoff-Bindungen. Es enthält nichtleitende Kieselsäure, die als isolierende Barriere dient und so Feuer widersteht. Daher eignet es sich gut für extreme Temperaturen und Anwendungen mit hohem Risiko.

Wasserbeständigkeit

Silikonkautschuk widersteht Wind und Regen aufgrund seiner hohen Duktilität und Elastizität nach der Formgebung. Dies ist möglich, weil die an die Methylgruppen gebundenen Silizium-Sauerstoff-Polymerketten unpolar sind. Wasser dringt nicht in die Silikonoberfläche ein, sondern perlt ab und läuft ab. Daher wird Silikonkautschuk häufig als Rohstoff für Dichtungen bei der Herstellung von wasserdichten Dichtungen und O-Ringen verwendet.

Wärmeleitfähigkeit

Die moderate Wärmeleitfähigkeit von Silikonkautschuk bedeutet, dass Wärme zwar geleitet werden kann, aber langsamer. Diese Eigenschaft ermöglicht es der Molekularstruktur, Wärme von einem Molekül zum anderen zu übertragen, wodurch sich das Material gut für Ofenhandschuhe eignet.

Wenn jedoch keine ausreichende Wärmeübertragung erfolgt, kann die für die jeweilige Anwendung erforderliche Wärmeübertragung durch Zugabe von wärmeleitenden Füllstoffen zur Silikonformulierung zur Steigerung der Wärmeübertragung erreicht werden. Es eignet sich gut für Anwendungen wie Elektronik, Autoteile und Haushaltsgeräte, bei denen Hitzebeständigkeit und Stabilität erforderlich sind.

Klassifizierung und Arten von Silikonkautschuk

Silikonkautschuk kann in organische Gruppen und Molekülstrukturen eingeteilt werden. Die Kategorisierung von Silikonkautschuk anhand organischer Gruppen wird im Folgenden erläutert.

Basierend auf organischen Gruppen 

• Methylgruppen: Dies ist der älteste Silikonkautschuk. Er trägt die Abkürzung MQ. Man kann ihn auch Dimethylsilikonkautschuk oder Methylsilikonkautschuk nennen.
• Methyl- und Phenylgruppen: Sie werden auch als Phenylsilikon-Elastomer/-Kautschuk oder Phenylsilikonkautschuk bezeichnet. Sie eignen sich gut für niedrige Temperaturen. Sie werden auch als PMQ bezeichnet.
• Methyl- und Vinylgruppen: Sie können sie auch Methylvinylsilikon-Elastomer/-Kautschuk nennen. Es hat gute Vergleichseigenschaften. Ihre Abkürzung ist VMQ. Sie werden häufig verwendet, weil Vinyl bei der Vulkanisierung hilft.
• Methylphenylvinylgruppen: Auch PVMQ genannt. Sie eignen sich hervorragend für die Leistung bei niedrigen Temperaturen.
• Fluorvinyl- und Methylgruppen: Sie werden auch als Fluor- oder Fluorsilikonkautschuk bezeichnet. Sie tragen die Abkürzung FVMQ. Sie sind beständig gegen Chemikalien wie Öle und Lösungsmittel.

Basierend auf der Molekülstruktur

Die Klassifizierung der Molekülstruktur besteht aus drei Haupttypen:

Fester Silikonkautschuk

Fester Silikonkautschuk ist ein gesättigtes Polymer mit hohem Molekulargewicht und vergleichsweise langen Polymerketten. Er weist eine ausgezeichnete elektrische Isolierung, Lösungsmittelbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, Kältebeständigkeit, höhere Viskosität usw. auf. Es handelt sich um wärmehärtbare Elastomere, die in einem ungehärteten Zustand erhältlich sind und normalerweise bei hohen Temperaturen durch organische Peroxide oder Platinkatalysatoren gehärtet werden.

Obwohl sie ähnlich wie andere Elastomere verarbeitet und kombiniert werden , sind ihre Verarbeitungstechniken aufgrund der hohen Vulkanisationstemperaturen konventionell. Silikonkautschuk eignet sich hervorragend zur Herstellung von Kabelisolierungen, Dichtungen und Schläuchen.

Flüssigsilikonkautschuk (LSR)

Aufgrund ihrer kurzen Molekülketten haben sie ein niedriges Molekulargewicht. Zu ihren Eigenschaften zählen Langzeitbeständigkeit in rauen Umgebungen, hohe Biokompatibilität, niedrige Viskosität, hochreines duroplastisches Elastomer und optische Klarheit, was ihnen Stabilität und chemische Beständigkeit auf lange Sicht verleiht.

Darüber hinaus bleiben die mechanischen Eigenschaften in einem breiten Temperaturbereich von -50 °C bis 250 °C erhalten. Silikonkautschuk kann durch Extraktion, Spritzguss und Kompressionsformung geformt werden. Sie finden sie hauptsächlich in Gummiwalzen, Medikamentenverabreichungsgeräten, Tauchzubehör usw.

Bei Raumtemperatur vulkanisierter (RTV) Silikonkautschuk

RTV-Silikonkautschuk härtet bei normaler Raumtemperatur aus. Zur Herstellung von RTV-Silikonkautschuk werden Materialien wie Katalysatoren auf Zinn- oder Platinbasis, beispielsweise Dibutylzinndilaurat, verwendet.

Es gibt sie in zwei Typen: als Einkomponentenprodukte (RTV-1) oder gemischt aus zwei Komponenten (RTV2), normalerweise einer Basis und einem Härtemittel. Ihre Härte reicht von sehr weich bis mittel, normalerweise von 15 bis 40 Shore A, wodurch sie sich gut für Vergussmassen, Einkapselungen, Dichtungsmassen usw. eignen. 

RTV-Silikonkautschuk zeichnet sich durch Hitzebeständigkeit (bis 356 °C), Flexibilität, Langlebigkeit und einfache Verarbeitung aus. Er eignet sich für diverse Anwendungsbereiche, beispielsweise in der Automobilindustrie als Kleb- und Dichtmittel für die Herstellung von Dichtungen, für das Umspritzen bei niedrigen Temperaturen, zum Abdichten, für Linsenanwendungen (bei optisch klaren Sorten), zum Verkleben, für Reproduktionsformen usw.

Arten von Silikonkautschuk

Weißer Silikonkautschuk

Weißer Silikonkautschuk ist für Lebensmittel und medizinische Zwecke unbedenklich. Um ein ästhetisches Erscheinungsbild zu erzielen, werden der Silikonkautschukbasis weiße Pigmente oder Füllstoffe zugesetzt. 

Diese Art von Silikonkautschuk weist eine Shore-Härte von bis zu 60° ± 5, hervorragende Beständigkeitseigenschaften, eine Zugfestigkeit von 7.9 MPa, eine Bruchdehnung von 340 % sowie hervorragende elektrische Isolierleistung auf und ist beständig gegen Ozon, Oxidation, UV-Licht und Witterungseinflüsse.

Darüber hinaus funktioniert weißer Silikonkautschuk in einem breiten Temperaturbereich von -60 °C bis +230 °C. Bietet eine gute Beständigkeit gegen die meisten Chemikalien, einschließlich Ölen, Lösungsmitteln usw., und eignet sich daher gut zum Abdichten von Teilen in chemischen Geräten. 

Sie bieten außerdem ein Gleichgewicht zwischen Flexibilität und Festigkeit, d. h. Sie können sie dehnen und biegen, ohne dass sie brechen, wodurch ihre Integrität länger erhalten bleibt. Weißer Silikonkautschuk eignet sich perfekt für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie sowie der Lebensmittel- und Getränkeindustrie.

Flammhemmender Silikonkautschuk

Materialien wie Silikonöl und Weichmacher mit anderen feuerhemmenden Zusätzen wie Halogenverbindungen, aufschäumenden Chemikalien und anderen Substanzen werden im Herstellungsprozess verwendet, um die langsame Ausbreitung von Feuer zu ermöglichen und/oder es zu verhindern.

Zu ihren Merkmalen gehören geringe Rauchentwicklung, Halogenfreiheit, geringe Toxizität und ausgezeichnete Feuerbeständigkeit, die dem Verbrennen und der Ausbreitung von Flammen entgegenwirken. Darüber hinaus funktioniert flammhemmender Silikonkautschuk in einem Temperaturbereich von -70 °C bis +250 °C, was ihn ideal für geschlossene und beengte Räume wie Transportsysteme, Flugzeuge sowie Schiffe und U-Boote macht.

Darüber hinaus verfügen sie über eine Härte von 68° ±5 Shore A, eine lang anhaltende Leistung unter rauen Bedingungen, hervorragende mechanische Eigenschaften mit einer Zugfestigkeit von bis zu 9 MPa und eine Bruchdehnung von 270 %, wodurch sie sich gut für Situationen eignen, in denen die Sicherheit an erster Stelle steht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass flammhemmender Silikonkautschuk perfekt für industrielle Anwendungen wie Bauwesen und Luft- und Raumfahrt geeignet ist. Auch die Automobil-, Flugzeug-, Schiffs- und U-Boot-, Regen- sowie Militär- und Verteidigungsindustrie verwendet flammhemmenden Silikonkautschuk, um Feuer oder großer Hitze zu widerstehen.

Elektrisch leitfähiger Silikonkautschuk

Elektrisch leitfähiger Silikonkautschuk ist ein hochwertiges Silikon, das mit Kohlenstoff-, Silber- und Kupferpartikeln vermischt ist und den Stromfluss ermöglicht, um ein Gleichgewicht zwischen Leitfähigkeit und Isolierung herzustellen. Sie finden sie in verschiedenen Formen wie O-Ringen, Bändern, Platten und anderen Formen für elektromagnetische Abschirmung und antistatischen Gummi.

Sie sind witterungsbeständig und gewährleisten Haltbarkeit im Außenbereich und in rauen Umgebungen. Darüber hinaus verfügen sie über hervorragende Eigenschaften wie eine Zugfestigkeit von 700 psi und eine Bruchdehnung von 200 %, um die Integrität unter hoher Belastung aufrechtzuerhalten, eine Härte von bis zu 70° ± 5 Shore A, einen Betriebstemperaturbereich von -62 °C bis +260 °C, sind witterungs-, ozon- und UV-beständig und eignen sich daher für Hochtemperatur-Dichtungsanwendungen und die Verteidigungsindustrie, in der sowohl elektrische Leitfähigkeit als auch Hochtemperaturbeständigkeit wichtig sind. 

Schließlich sind elektrisch leitfähige Silikonkautschuke mit EMI-Abschirmungen, elektrischen Steckverbindern und Kabelisolierungen kompatibel, bei denen leitfähige Eigenschaften erforderlich sind.

Schwamm-Silikonkautschuk

Schwammsilikonkautschuk ist ein hervorragendes Mehrzwecksilikon mit einer zelligen schwammartigen Struktur. Eine Gasblase wird mit einem weichen und elastischen Material in das Silikon eingebracht, um eine schwammartige Struktur zu erzeugen. Sie eignen sich perfekt zum Abdichten, Polstern, Schwingungsdämpfen und zur Wärmeisolierung.

Obwohl sie nur minimale Wasseraufnahme bieten (IP65-66 erreichbar), können Sie sie dennoch verwenden, um wasserdichte Dichtungen zu erstellen, die das Eindringen von Wasser verhindern. Die Materialmischung ist RoHS-konform und von der FDA zugelassen, was bedeutet, dass Sie sie für Lebensmittelkontaktzwecke verwenden können.

Schwammsilikonkautschuk ist leicht, komprimierbar, chemikalienbeständig, wasser- und feuchtigkeitsbeständig und verfügt über eine hervorragende Flexibilität, was ihn ideal für Anwendungen macht, bei denen Polsterung, Abdichtung und Wärmedämmung erforderlich sind.

Darüber hinaus halten sie verschiedenen Temperaturen von -60 °C bis +230 °C (-76 °F bis +446 °F) stand. Sie können in einem Dichtebereich zwischen 10 lb/ft und 33 lb/ft extrudiert werden. Sie sind nützlich für erneuerbare Energien, Dichtungen und Verschlüsse, industrielle Fertigung, Elektronik, Bauwesen und Schifffahrtsindustrie.

Metalldetektierbares Silikonkautschuk

Metalldetektierbares Silikongummi hilft, Fremdpartikel in Lebensmitteln und pharmazeutischen Produkten zu identifizieren. Sie bestehen aus hervorragenden Materialien, nämlich peroxidgehärteten, metalldetektierbaren Zusätzen wie Eisenpulver, Edelstahl und Aluminium, die ihnen helfen, die Fremdpartikel zu identifizieren. 

Zu den herausragenden Eigenschaften der Metalldetektoren gehören UV-Licht, Witterungsbeständigkeit, eine Zugfestigkeit von 7.0 N/mm2, 400 % Dehnung und hervorragende mechanische Eigenschaften, die sie langlebig machen und ihnen auch in rauen Umgebungen gute Leistung verleihen.

Darüber hinaus sind sie temperaturbeständig bis -60°C bis +200°C, was bedeutet, dass sie sich perfekt für hohe Temperaturen eignen. Metalldetektierbares Silikonkautschuk ist eine hervorragende Lösung für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie.

Vorteile von Silikonkautschuk

Elastizität und Flexibilität: Sie eignen sich perfekt für Dichtungen, Schläuche und Dichtungsmaterialien, da sie sich leicht dehnen oder biegen lassen, ohne zu brechen oder sich zu verformen.

Witterungsbeständigkeit: Ungeachtet dessen, wie stark Silikonkautschuk rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, behält er seine Haltbarkeit und Stabilität dank seiner Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung, Ozon, Regen und Wind.

Niedrige Herstellungskosten: Silikonkautschuk aus synthetischen Compounds ist im Vergleich zu extrudiertem Silikonkautschuk kostengünstiger herzustellen, weshalb nur geringe Mengen benötigt werden. Bei kleinen Bedarfsmengen sinken somit die Gesamtkosten für die Extrusion. Silikonkautschuk ist bekanntlich langlebig und formbeständig, sodass Dichtungen aus diesem Material nicht ständig ausgetauscht werden müssen, was die Kosten weiter reduziert.

Farbanpassung : Silikonkautschuk ist in jeder gewünschten Farbe erhältlich. Im Produktionsprozess werden Farbpigmente beigemischt, um den exakten Farbton entsprechend der Dichtung oder der RAL-Farbnummer zu erzielen. Dies ist ideal für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie oder wenn Sie ein Extrusionsprofil in den Farben Ihrer Marke benötigen.

Lebensmittelecht: Silikonkautschuk eignet sich gut für die Lebensmittelindustrie, da er durch Zusätze metalldetektierbar gemacht werden kann. Dies erleichtert die Identifizierung von Fremdpartikeln. Zudem ist Silikonkautschuk FDA-zugelassen.

Nachteile von Silikonkautschuk

Öl- und Kraftstoffbeständigkeit: Silikonkautschuk ist unter bestimmten Bedingungen und Temperaturen nicht dauerhaft öl- und kraftstoffbeständig. Bei häufigem Kontakt mit Öl und Kraftstoff quillt er auf und zersetzt sich. Für den Kontakt mit Öl und Kraftstoff empfiehlt sich die Verwendung von Nitril oder Viton.

Vorzeitiger Verschleiß und geringe Abriebfestigkeit: Im Gegensatz zu anderen Elastomeren sind Silikondichtungen nicht sehr reißfest. Daher ist Silikonkautschuk nicht geeignet, wenn die Gefahr von Rissen und Durchstichen besteht.

Geringe Haftung: Silikonkautschuk lässt sich aufgrund seiner nicht haftenden Oberfläche nicht ohne Weiteres mit anderen Materialien verbinden. Eine ausreichende Haftung kann nur durch Klebstoffe wie Silikonkautschuk oder spezielle Primer erzielt werden. Daher ist der Einsatz von Silikonextrusion auf Anwendungen mit geringer Haftung beschränkt.

Anwendungen von Silikonkautschuk

Automobilindustrie : Silikonkautschuk wird zur Herstellung von Schläuchen, Dichtungen, Dichtungsringen und anderen elektrischen Bauteilen verwendet.

Elektronik: Sie werden in der Elektronikindustrie zur Herstellung von Isolatoren, Dichtungen und Steckverbindern verwendet.

Kochen und Backen: Sie werden in der Koch- und Backindustrie für Backmatten, Formen und Spatel verwendet.

Konsumgüter: Sportbekleidung, Aufbewahrungsbehälter, Elektronikartikel, Kosmetika und Schuhe werden aus Silikonkautschuk hergestellt.

Medizinprodukte: Implantate, Schläuche, Spritzenkomponenten und Flüssigkeitsmanagementgeräte werden aus Silikonkautschuk hergestellt.

Bauwesen und Luft- und Raumfahrt: Im Bauwesen und in der Luft- und Raumfahrt werden Dichtungen, Dichtungsringe und Isolatoren aus Silikonkautschuk hergestellt.

Aushärtungsprozesse von Silikonkautschuk

Silikonkautschuk liegt im unvulkanisierten Zustand als hochadhäsives Gel oder Flüssigkeit vor. Er muss den Aushärtungsprozess durchlaufen, der als Vulkanisation oder Katalyse bezeichnet wird, um festen Silikonkautschuk zu bilden. Hier die Details:

Platin-Heilung

Die Platinhärtung wird aufgrund ihres reaktionsbildenden Schlüsselpolymers auch als Zusatzsystem bezeichnet. In Platinkomplexkatalysatoren reagiert ein Hydrid und ein vinylfunktionelles Siloxanpolymer, wodurch eine Ethylbrücke zwischen beiden entsteht. 

Beim Bilden von Bindungen zwischen den beiden Silikonmolekülen entstehen keine Nebenprodukte. Die Platinhärtungsmethode gilt als die schnellste Methode zum Aushärten aller Arten von Silikonkautschuk. Sie sollten jedoch bedenken, dass Elemente wie Schwefel und Zinn die Aushärtung hemmen können, was bedeutet, dass Sie bei diesem Vorgang vorsichtiger sein sollten.

Peroxidhärtung

Systembearbeitung für Peroxidhärtung Silikonkautschuk kann durch Peroxidhärtung umfassend gehärtet werden. Nebenprodukte des Härtungsprozesses können bei Anwendungen mit Lebensmittelkontakt und Medikamenten Probleme verursachen.

Diese Produkte werden jedoch normalerweise in einem Nachhärtungsofen verarbeitet, wodurch die Menge des Produkts, das Peroxid abbaut, erheblich verringert wird. Die Hauptabbauprodukte von Dicumylperoxid, einem der beiden am häufigsten verwendeten organischen Peroxide, sind 2-Phenyl-2-propanol und Acetophenon.

Das andere ist 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, das hauptsächlich in 1,3-Dichlorbenzol und 2,4-Dichlorbenzoesäure zerfällt.

Kondensationshärtung

Es gibt einteilige und zweiteilige Kondensationshärtungstechniken. Ein Vernetzer wird in einem einteiligen oder bei Raumtemperatur vulkanisierenden System Umgebungsfeuchtigkeit, wie z. B. Wasser, ausgesetzt und erfährt einen Hydrolyseschritt, wobei ihm eine Silanol- oder Hydroxylgruppe erhalten bleibt.

Bis zur vollständigen Aushärtung des Systems kondensiert das Silanol mit einer anderen hydrolysierbaren Gruppe am Polymer oder Vernetzer. Diese Art von System kann bei Raumtemperatur natürlich aushärten und wird im Gegensatz zu zusätzlichen Härtungssystemen auf Platinbasis nicht so leicht durch andere Substanzen beeinträchtigt.

Allerdings können bestimmte Metalle und Kunststoffe die Wirkung beeinträchtigen und bei Kontakt mit bereits ausgehärteten Silikonverbindungen kann es sein, dass die Wirkung nicht einmal eintritt.

In Kondensationshärtungssystemen werden häufig Vernetzer wie Methyltrimethoxysilan für Alkoxyhärtungs-Systeme und Methyltriacetoxysilan für Acetoxyhärtungs-Systeme verwendet. Um das RTV-System vollständig auszuhärten und eine klebefreie Oberfläche zu erzeugen, wird häufig ein zusätzlicher Kondensationskatalysator verwendet.

In alkoxygehärteten Systemen werden organische Titanatkatalysatoren wie chelatierte Titanate oder Tetraalkoxytitanate eingesetzt. Oxim- und acetoxygehärtete Systeme können von der Verwendung von Zinnkatalysatoren wie Dibutylzinndilaurat (DBTDL) profitieren. Die in Haushaltsabdichtungen für Badezimmer verwendete Härtungschemikalie, die Acetoxyzinnkondensation, ist eine der ältesten Methoden zur Härtung von Silikonkautschuk. 

Je nach Art können Silikonsysteme anhand der Art des abgetrennten Moleküls als sauer, neutral oder alkalisch kategorisiert werden. In zweiteiligen Kondensationssystemen sind das Polymer und alle Füllstoffe oder Pigmente in einem Teil verpackt, und der Vernetzer und der Kondensationskatalysator sind in einem anderen verpackt.

Damit die Aushärtung erfolgen kann, müssen die beiden Komponenten gemischt werden. Ein häufig verwendeter Füllstoff zur Regulierung der Fließeigenschaften des Dichtungsmittels ist Kieselsäure, manchmal auch pyrogene Kieselsäure genannt.

Trockensysteme eignen sich nach vollständiger Aushärtung gut als Dichtungs- und Versiegelungsmittel und können auch als Gussformen zum Gießen von Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt wie Blei, Polyurethan, Epoxidharzen und Polyesterharzen, Wachsen und Gips verwendet werden. Im Allgemeinen weisen sie eine hohe Reißfestigkeit auf und sind sehr flexibel.

Zu berücksichtigende Faktoren vor der Wahl von Silikonkautschuk

Silikonkautschuk hat hervorragende Eigenschaften, aber nur Silikonkautschuk, der mit dem richtigen Verfahren und aus dem richtigen Material hergestellt wird, kann Ihren Anforderungen gerecht werden. Nachfolgend finden Sie dennoch eine Liste von Faktoren, die Sie berücksichtigen sollten, bevor Sie sich für eine Silikonkautschukart entscheiden.

Kosten: Silikonkautschuk gibt es in verschiedenen Qualitäten, Typen und Spezifikationen, die jeweils zu unterschiedlichen Preisen angeboten werden. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungsbereiche sind die Preise nicht konstant. Wählen Sie daher einen Silikontyp, der Ihren Bedürfnissen und Ihrem Budget entspricht.

Reißfestigkeit: Berücksichtigen Sie die Reißfestigkeit, wenn der Silikonkautschuk starken mechanischen Belastungen ausgesetzt sein soll. Nicht alle Silikonkautschuke weisen die gleiche Reißfestigkeit auf. Daher sollten Sie den Abschnitt „Silikonkautschukarten“ weiter oben konsultieren, um eine fundierte Entscheidung zu treffen.

Flexibilität: Wählen Sie eine Silikonkautschuksorte, die gute Biege- und Dreheigenschaften bietet, wenn Ihr Produkt häufig bewegt werden muss.

Individualisierung: Wenn Sie eine maßgeschneiderte Lösung wünschen, sollten Sie flammhemmende und metalldetektierbare Silikonkautschuke in Betracht ziehen, da diese Silikonkautschuksorten maßgeschneiderte Lösungen bieten.

Chemische Beständigkeit: Wählen Sie den Silikonkautschuktyp, der am besten zu Ihrer Chemikalie passt. Wie Sie wissen, bieten verschiedene Silikonkautschuktypen unterschiedliche Anwendungsbereiche.

Temperaturbereich: Wählen Sie einen Silikonkautschuk, der für Ihre Anforderungen geeignet ist. Beispielsweise ist RTV-Silikonkautschuk bis 356 °C temperaturbeständig, Schwamm-Silikonkautschuk von -60 °C bis +230 °C usw.

Wie Silikonkautschuk hergestellt wird

Bevor Sie erfahren, wie Silikonkautschuk hergestellt wird, ist es wichtig, dass Sie sich zunächst ansehen, welche Materialien verwendet werden und welchen Zweck sie im Herstellungsprozess erfüllen. Hier sind sie:

• Kieselquarz wird aus Quarzsand gewonnen. 
• Methylchlorid zur Herstellung von Polydimethylsiloxan
• Härter für den Aushärtungsprozess der endgültigen Eigenschaften
• Andere Zusatzstoffe wie Pigmente, Füllstoffe

Silikonkautschuk lässt sich in einem komplexen chemischen Verfahren herstellen. Dazu muss man Silizium aus Kieselsäure extrahieren, einem weit verbreiteten Material.

1. Zunächst muss Quarzsand auf 1800 °C erhitzt werden. Dies gelingt, indem man zunächst die Kieselsäure in reines Silizium umwandelt, das anschließend mit Methylchlorid reagiert und Dimethyldichlorsilan (DMDCS) produziert.
2. Polydimethylsiloxan (PDMS) Anschließend werden durch das hydrolysierte DMDCS Ketten erzeugt. Dies erreichen Sie, indem Sie dem DMDCS Wasser hinzufügen und gut vermischen, bis Sie die Bildung der PDMS-Ketten bemerken.
3. Als nächstes werden die PDMS-Ketten nach ihrer Bildung mit Wärme- oder Strahlungsmethoden vernetzt. Um PDMS-Ketten zu vernetzen, müssen Sie kovalente Bindungen zwischen benachbarten PMDS-Ketten herstellen, weshalb man von einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur spricht.
4. Während der PDMS-Kettensynthese werden Phenylgruppen oder Vinylgruppenverbindungen hinzugefügt, um Silikon herzustellen, wodurch es möglich wird, verschiedene Silikonarten mit einzigartigen Eigenschaften herzustellen.
5. Zuletzt müssen Sie entscheiden, ob die endgültige Form flüssig, Elastomer, Gel oder Gummi sein soll. Möglicherweise müssen Sie Füllstoffe oder Zusatzstoffe hinzufügen, um die eigentlichen Eigenschaften, wie Härte, Flexibilität oder Farbe, zu verbessern.

Methoden zum Formen von Silikonkautschuk 

Extrahierung

Bei diesem Formverfahren wird die Silikonkautschukmasse durch eine Matrize gepresst. Als Matrize dient eine Edelstahlscheibe mit einem bestimmten Muster. Dabei entstehen verschiedene Silikonformen.

Silikonkautschuk wird in verschiedene Profile wie Rohre, Streifen und feste Schnüre mit Querschnitten geformt, die Sie bei der Herstellung mit herkömmlichen Methoden erzeugen. Sehen Sie sich den Prozess unten an:

• Führen Sie den Silikonkautschuk in den Extruder ein. 
• Geben Sie das Material dann in einen Einfülltrichter. Durch diesen Eintrittspunkt beginnt die Umwandlung des Silikons.
• Als nächstes geben Sie die Gummimischung in eine weitere Nut der Drehschnecke im Extruder. Dieses Bauteil übt Dreh- und Vorwärtskräfte aus, die die Verarbeitung des Silikons durch die Maschine erleichtern. 
• Der gesamte Prozess stellt sicher, dass das Silikon durch die Extrusionsdüse gepresst wird, um ein fortschrittliches Design zu erhalten und somit die gewünschte Form beizubehalten.
• Der letzte Schritt besteht darin, es in einen Ofen zu legen. Hier härtet der Silikonkautschuk durch die Strahlungswärme des Ofens richtig aus, was ihm Elastizität und Haltbarkeit verleiht und seine Form fixiert. Danach können Sie den Silikonkautschuk für Verbraucher- und Industrieanwendungen verwenden.

Formpressen

Bei diesem Verfahren wird das Silikon zunächst erhitzt, dann wird ein großer Klumpen entnommen und in die Form gepresst. Das Material wird durch die beim Pressen entstehende Hitze umgewandelt. Dieser Vorgang sieht so aus, als würde man einen Schwamm nach unten drücken, damit er Hitze aufnimmt. Dabei wird der Schwamm umgewandelt und erhält nach dem Erhitzungs- und Formungsprozess eine neue dauerhafte Form.

Spritzgießen

Beim Spritzgießen muss das Silikon formbar sein. Dies wird durch Erhitzen erreicht. Anschließend wird Druck ausgeübt, um es durch eine Düse in die Form zu spritzen. Die exakte Form entsteht, sobald die Unebenheiten und Vertiefungen des heißen Silikons ausgefüllt sind. Nach dem Abkühlen härtet das Silikon aus und ist einsatzbereit.

Schritt-für-Schritt-Prozess zum Formen von Silikonkautschuk

Das Formen von Silikonkautschuk erfolgt in mehreren Schritten. Diese sind:

Vermischung

In diesem Schritt werden Silikonpolymer, Füllstoffe und Additive zu homogenen Rohstoffverbindungen vermischt. Die gewünschten Eigenschaften des Endprodukts bestimmen die Zusammensetzung der Inhaltsstoffe.

Molding

Die Zutaten werden durch genaues Kneten des Rohmaterials unter Hitze und Druck verteilt. Ziel ist es, ein ungehärtetes Kunststoffmaterial (Grundmasse) zu erhalten, das Sie in verschiedene Formen gießen können.

Stoßen

Sie können die Basismischung durch Extraktion oder Ausrollen in Platten formen und dann mithilfe von Spritzguss- oder Kompressionsverfahren komplexere Teile daraus formen. Nach der Vulkanisation sind die Formen das Endprodukt. 

Aushärtung/Vulkanisation

In dieser Phase wird mithilfe eines Härtemittels Wärme erzeugt, die die Polymerketten vernetzt. Dies kann entweder durch Hochtemperaturvulkanisation (HTV) oder Raumtemperaturvulkanisation (RTV) erfolgen. 

Beim HTV-Härtungsprozess werden die Teile zur Vulkanisierung viele Male erhitzt und gepresst, damit der Silikonkautschuk die nötige Festigkeit für industrielle Anwendungen erreicht.

Beim RTV-Härtungsprozess erfolgt die Vernetzung bei Umgebungstemperatur unter Verwendung eines Katalysators auf Platinbasis. RTV kann innerhalb eines Tages (24 Stunden) ausgehärtet werden. Sie eignen sich perfekt zum Abdichten und Verkleben.

Konfektionierung

Ritzen Sie Ihren Schnitt ein und formen Sie ihn zum Endprodukt. Erwägen Sie das Wachsen oder Beschichten der Oberfläche, damit die vulkanisierten Teile eine endgültige Stabilisierung erhalten.

So pflegen Sie Silikonkautschuk

• Ständige Reinigung: Reinigen Sie Ihr Silikongummi häufig mit Wasser und Seife, um ein strahlendes Aussehen zu erhalten.
• Vermeiden Sie extreme Kälte oder Hitze: Setzen Sie Ihren Silikonkautschuk nicht zu lange direkten Wärmequellen aus, um Verfärbungen und verringerte Flexibilität zu vermeiden.
• Bei Bedarf schmieren: Schmieren Sie Ihr Silikongummi häufig, um Leistungseinbußen und eine verkürzte Lebensdauer zu vermeiden.
• Richtig lagern: Um Verformungen zu vermeiden, biegen oder falten Sie Ihren Silikonkautschuk nicht, sondern lagern Sie ihn an einem kühlen und trockenen Ort.
• Vermeiden Sie scharfe Gegenstände: Schützen Sie Ihr Silikongummi vor Kratzern oder Schnitten, um eine Beeinträchtigung der Integrität zu vermeiden.
• Vermeiden Sie aggressive Chemikalien: Vermeiden Sie aggressive Chemikalien wie Laugen oder Aceton, da diese Ihr Silikongummi beschädigen können.

Häufig gestellte Fragen

Ist Silikonkautschuk recycelbar?

Die Wahrscheinlichkeit, dass das Recycling von Silikonkautschuk funktioniert, ist gering, da man reinen Silikonkautschuk nicht einfach recyceln kann. Aber manchmal kann nicht verunreinigter Silikonkautschuk gemahlen und wiederverwendet werden. Anstatt Silikonkautschuk zu recyceln, können Sie ihn jedoch auch wiederverwenden.

Ist Silikonkautschuk giftig?

Nein, Silikonkautschuk ist nicht giftig. Tatsächlich kann er mit Lebensmitteln in Kontakt kommen und in medizinischen Anwendungen eingesetzt werden. 

Kann man den Silikonkautschuk anpassen?

Ja, das können Sie. Während des Herstellungsprozesses können Silikonkautschukmaterialien angepasst werden, um eine bestimmte Farbe zu erzielen.

Fazit

Silikonkautschuk ist ein großartiges Produkt, das große Festigkeit, Flexibilität, chemische Beständigkeit und gute Temperaturbeständigkeit bietet und Ihnen über einen längeren Zeitraum ohne Verformung dienen kann, wenn es nicht mit aggressiven oder gefährlichen Chemikalien in Berührung kommt.

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