Wenn es um Gummi geht, ist Silikonkautschuk etwas ganz Besonderes. Er ist dafür bekannt, dass er auch in rauen Situationen sehr widerstandsfähig ist. Aufgrund seiner Eigenschaften und seiner Fähigkeit, viele Zwecke zu erfüllen, ist Silikonkautschuk eine ausgezeichnete Wahl für zahlreiche Branchen. Es hat sich in vielen Bereichen durchgesetzt, vom medizinischen Fortschritt bis hin zu Kraftfahrzeugen. Außerdem wird Silikonkautschuk häufig für die Herstellung von Dichtungsstreifen.
Siliconelastomer hat viele gute Eigenschaften, aber auch einige Einschränkungen. Bei der Wahl eines geeigneten Materials sollte man all diese Dinge berücksichtigen. In diesem Artikel geht es um die verschiedenen Arten von Silikonkautschuk, ihre Anwendungen und ihre Eigenschaften.
Was ist Silikongummi?
Vielleicht müssen Sie den Unterschied zwischen Silikon und Silicon verstehen.
Silizium ist ein chemisches Element mit einer Ordnungszahl von 14 und dem Symbol Si. Es wird häufig in der Elektronik und in Halbleitern verwendet, z. B. in CPU-Motherboard-Chips, Solarplatten und anderem elektronischen Zubehör.
Im Gegensatz dazu ist Silikon ein synthetisches Polymer aus Silikon, Sauerstoff und Kohlenwasserstoffen. Es ist ein flexibles, gummiartiges Material, das in diesem Abschnitt behandelt wird.
Silikongummi ist berühmt, weil es sowohl die Eigenschaften von Silikon als auch von Gummi besitzt. Es ist sehr widerstandsfähig gegen Hitze, Kälte und Beschädigungen durch die Umgebung, was es zu einer guten Wahl für viele Anwendungen macht. Man findet es in Konsumgütern, Automobilen, medizinischen Geräten und im Bauwesen.
Si-Gummi gibt es in vielen Formen und Größen. Sie können ein Gel, ein Harz, eine Flüssigkeit oder einen Gummi herstellen. Sie können sich auf die Bedürfnisse der Anwendung einstellen, ganz gleich, was es ist. Daher wird Silikonkautschuk auch häufig in anderen Situationen verwendet. Dichtstoffe, Klebstoffe, Schmiermittel, medizinische Geräte, Küchengeräte und Backformen sind nur einige Beispiele.
Wie wird Silikongummi hergestellt?
Silikon ist ein flexibles Material, das in vielen industriellen Bereichen eingesetzt wird. Bei seiner Herstellung durchläuft es mehrere Schritte. Hier finden Sie eine vollständige Beschreibung der fünf Schritte, die zur Herstellung von Silikon verwendet werden.
Schritt 1: Isolierung von Silizium aus Kieselerde
Silizium ist der Hauptbestandteil von Kautschuk. Der erste Schritt in diesem Prozess ist die Gewinnung von Silizium aus Kieselerde.
Während dieses Extraktionsprozesses finden normalerweise mehrere chemische Reaktionen bei hohen Temperaturen statt. Dieser Prozess wird oft als Reduktion von Kieselerde bezeichnet. Sie wissen bereits, dass Quarzsand aus SiO2 besteht.
Während des Prozesses wird in einem Lichtbogenofen Kohlenstoff hinzugefügt. Dabei entstehen Silizium- und Kohlenmonoxidgas, das anschließend erneut gereinigt wird, um den gewünschten Reinheitsgrad für die Silikonherstellung zu erreichen.
Schritt 2: Kombination von Siliziumpulver mit Methylchlorid
Nachdem das Silizium entfernt und gereinigt wurde, wird es mit Methylchlorid vermischt. Die chemische Formel für Methylchlorid lautet CH3Cl. Dies ist einer der wichtigsten Schritte bei der Herstellung von Silikonkautschuk.
Diese Mischung findet in der Regel in einem Reaktionsgefäß statt. Silicium und Methylchlorid können in einem kontrollierten Umfeld chemisch besser reagieren. Das Produkt dieses Prozesses ist Dimethyldichlorsilan, d. h. (CH3)2SiCl2. Damit eine Silikonpolymerisation stattfinden kann, muss es zunächst hergestellt werden.
Schritt 3: Destillation des Gemischs
In diesem Stadium wird die oben genannte Mischung destilliert. Dabei werden in der Regel die gewünschten Siliciumverbindungen abgetrennt und gereinigt.
Für diesen Schritt muss die Mischung erhitzt werden, bis sie kocht. Dadurch verdampfen die Teile, dann kühlt das Gas ab und wird flüssig. Bei diesem Verfahren werden in der Regel bestimmte Siliciumverbindungen aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
Schritt 4: Wasserzugabe
Nach der Destillation wird den sauberen Siliziummolekülen Wasser zugesetzt. Die Zugabe von Wasser ist der erste Schritt im Hydrolyseprozess.
Bei der Hydrolyse entstehen Salzsäure (HCl) und Di-Silanol (Si-OH). Die Bildung von Di-Silanol ist notwendig für die spätere Polymerisation von Silikon.
Schritt 5: Polymerisation des Silikons
Schließlich durchläuft das Di-Silanol Kondensationsreaktionen. In diesem Stadium bilden sie Silizium-Sauerstoff-Silizium-Bindungen (Si-O-Si). Dies führt zur Bildung von Siliziumpolymeren.
Außerdem findet dieser Polymerisationsprozess in der Regel in einer kontrollierten Umgebung statt. In diesem Fall tragen die richtige Temperatur, der richtige Druck und der richtige Katalysator zu einer effektiven Produktion bei. Diese Faktoren gewährleisten, dass der fertige Silikonkautschuk die gewünschten Eigenschaften aufweist.
Wie klassifizieren die organischen Gruppen Siliconkautschuke?
Man kann Siliconkautschuke anhand der organischen Gruppen in verschiedene Gruppen einteilen.
Im letzten Teil haben wir das Verfahren zur Herstellung von Si-Gummi besprochen. Wir haben dann ein Silikonelastomer mit -CH3-Gruppen erhalten, die mit den Siliziumatomen verbunden sind. Wir haben dabei Methylchlorid verwendet.
Siliconkautschuke werden also nach den organischen Gruppen eingeteilt, die mit den Siliciumatomen verbunden sind. Diese Gruppen müssen in ihren Polymerketten miteinander verbunden sein.
Diese organischen Gruppen verändern die Eigenschaften von Silikonkautschuk. Aufgrund dieser einzigartigen Eigenschaften werden Siliconelastomere häufig in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Siliconkautschuke lassen sich aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung in drei Hauptgruppen einteilen.
Typ 1: Methylsilikonkautschuk
Es ist auch als Polydimethylsiloxan bekannt. Es enthält Methylgruppen, die mit Siliziumatomen verbunden sind. Diese Art von Kautschuk wird vor allem für Elastomere, Silikon-O-Ringe, Silikon-Unterlegscheiben, Silikon-Zylinder und medizinische Rohrleitungen.
Typ 2: Phenylsilikonkautschuk
Es enthält Phenylgruppen (-C6H5), die mit Siliziumatomen verbunden sind. Sie sind hitze-, korrosions- und strahlungsbeständiger und können daher in Automobilen und elektrischen Systemen verwendet werden.
Typ 3: Vinyl-Silikon-Kautschuk
Siliconelastomere lassen sich aufgrund ihrer Molekularstruktur in drei Hauptgruppen einteilen. Jeder Typ hat einzigartige Eigenschaften, aber sie sind alle flexibel genug, um verschiedene Kunden- und Geschäftsanforderungen zu erfüllen.
Arten von Siliconkautschuk auf der Grundlage der Molekularstruktur
Auf der Grundlage ihrer Molekularstruktur lassen sich Siliconelastomere in drei Hauptgruppen einteilen. Jeder Typ hat einzigartige Eigenschaften, aber sie sind alle flexibel genug, um verschiedene Kunden- und Geschäftsanforderungen zu erfüllen.
Typ 1: Hochtemperaturvulkanisiert (HTV)
HTV-Silikonkautschuk wird in der Regel bei 150°Celsius vulkanisiert. Es wird oft als Hochtemperatur-Härtungsverfahren bezeichnet. Während dieses Prozesses verbinden sich die Polymerketten zu einem dreidimensionalen Netzwerk. Dadurch bleibt das Material bei hohen Temperaturen stabil und wird stark.
HTV-Silikonkautschuk ist ideal für die Herstellung von Dichtungsstreifen und Dichtungen.
Typ 2: Bei Raumtemperatur vulkanisiert (RTV)
Aber RTV durchläuft einen Vulkanisationsprozess, wenn es Raumtemperatur hat. Das reduziert den Bedarf an Geräten, die Dinge mit Hitze aushärten.
Diese Art von Silikonkautschuk ist bekannt dafür, dass sie für die Herstellung von Formen verwendet wird.
Typ 3: Flüssigsilikonkautschuk (LSR)
Flüssigsilikonkautschuk besteht aus zwei Teilen: einem Basispolymer und einem Vernetzer. Bei Raumtemperatur reagiert es zu einem flexiblen Elastomer. Meistens wird Flüssigsilikon durch LSR-Formen hergestellt.
Dieses Silikonelastomer kann in Krankenhäusern, bei der Pflege von Säuglingen und in Situationen mit Lebensmittelkontakt verwendet werden.
Vorteile von Silikongummi
Silikon setzt sich aus Silikon, Sauerstoff und verschiedenen organischen Gruppen zusammen. Jeder Typ hat seine vorteilhaften Eigenschaften, aber alle gewährleisten Sicherheit bei hohen Temperaturen, chemische Beständigkeit und Flexibilität. Einige Typen sind auch lebensmittelecht, so dass sie in der Lebensmittelzubereitung, in der Pharmazie oder in der Medizin verwendet werden können.
Extreme Temperaturbeständigkeit
Silikonkautschuk kann bei verschiedenen Temperaturen verwendet werden. Aus diesem Grund werden sie häufig an Orten eingesetzt, an denen die Temperaturen häufig schwanken.
Chemische Trägheit
Siliconelastomer ist auch sehr beständig gegen Chemikalien. Es verträgt sich gut mit Ölen, Säuren, Basen und Lösungsmitteln und eignet sich daher hervorragend für den Einsatz in chemischen Bereichen.
Hervorragende elektrische Isolierung
Siliconelastomere haben auch einen hohen elektrischen Widerstand, was sie ideal für den Einsatz in elektrischen Anwendungen macht. Silicon-O-Ringe und -Elastomere, die in elektrischen Gehäusen verwendet werden, sind bemerkenswerte Beispiele.
UV- und Ozonbeständigkeit
Silikonelastomer kann auch UV-Licht und Ozon standhalten. Die UV-Strahlung des Sonnenlichts ist der Hauptgrund für die Zersetzung von Gummi. Aus diesem Grund kann Silikonkautschuk im Freien verwendet werden.
Flexibilität und Elastizität
Silikongummi bleibt bei vielen verschiedenen Temperaturen und Drücken flexibel und dehnbar. Dadurch behält das Produkt seine Form und seine Fähigkeit, sich zu schließen, auch nachdem es viele Male zusammengedrückt wurde.
Biokompatibilität
Silikonkautschuk ist biokompatibel, was bedeutet, dass er sicher mit lebendem Gewebe zusammenarbeiten und in medizinischen und gesundheitlichen Anwendungen eingesetzt werden kann. Medizinische Implantate, Schläuche und Geräte sind häufige Anwendungen von Silikonkautschuk.
Strapazierfähig & Langlebig
Alle oben genannten Vorteile zeigen, dass Silikonkautschuk langlebig ist. Er ist hervorragend gegen Alterung, Witterungseinflüsse und Abbau im Laufe der Zeit beständig. Er bietet Ihnen zweifellos eine zuverlässige Leistung und eine längere Lebensdauer in verschiedenen Anwendungen.
Nachteile von Silikongummi
Silikonkautschuk hat viele gute Seiten, aber auch einige Probleme. Erstens kostet es im Vergleich zu anderen Kautschuken mehr. Zweitens ist Silikonelastomer möglicherweise nicht für Anwendungen geeignet, die hohen Druck erfordern. Drittens kann es sein, dass Sie nicht alle Farben wählen können, die Sie möchten.
Aus diesem Grund sollten Sie bei der Auswahl des Gummimaterials Ihre Anwendungsanforderungen berücksichtigen.
Häufig gestellte Fragen
Q1. Sind Siliconkautschuke recycelbar?
Ja, Silikonkautschuk ist recycelbar. Sie können ihn wiederverwenden. Allerdings führt das Recycling in der Regel zu einem Produkt, das nicht so gut ist wie das Original. Das ist die einzige Einschränkung der Wiederverwendbarkeit von Silikonkautschuk.
Q2. Ist Silikongummi giftig?
Nein, es wird allgemein als ungiftiges Material bezeichnet. Es setzt keine Chemikalien oder Giftstoffe frei, die für den Menschen schädlich sind. Aus diesem Grund wird Silikonkautschuk in der Medizin- und Lebensmittelindustrie verwendet.
Q3. Ist Silikongummi besser als Naturkautschuk?
Aufgrund seiner Vorteile ist Silikonkautschuk besser als andere Materialien. Umgekehrt ist Naturkautschuk billiger.