Siliconkautschuk - Wacker Chemie AG


Siliconkautschuk

Chemisches Vernetzungsprinzip

Damit aus dem unvernetzten Siliconkautschuk elastomere Materialien entstehen, müssen sie immer vulkanisiert werden. Die Vernetzung wird dabei auf drei Arten herbeigeführt:

  • Platinkatalysierte Additionsvernetzung
  • Peroxidvernetzung
  • Kondensationsvernetzung

Bei jeder dieser drei Klassen werden zur Formulierung der Siliconkautschuke spezifische Vernetzer, Seitengruppen am Polymer und Katalysatoren eingesetzt.

Bei der platinkatalysierten Additionsvernetzung reagieren die Si-H-Gruppen des Vernetzers mit den Vinylgruppen des Polymers unter Bildung eines dreidimensionalen Netzwerks. WACKER bietet sowohl 1-Komponenten Siliconkautschuktypen an, die den Platinkatalysator bereits enthalten, als auch 2-Komponenten Typen bei denen Vernetzer und Platinkatalysator bis zur Vermischung voneinander getrennt sind. Abhängig von der gedachten Anwendung werden Typen angeboten, die bereits bei Raumtemperatur aushärten sowie Typen die erst bei erhöhter Temperatur zur Vulkanisation gebracht werden. Daneben bietet WACKER auch eine Reihe von Typen, bei denen ein spezieller Katalysator allein durch Bestrahlung mit UV-Licht aktiviert werden kann.

Das Prinzip der Additionsvernetzung findet sich in mehreren Produkttypen wieder:

  • Festsiliconkautschuk (HTV)
  • Flüssigsiliconkautschuk (LSR)
  • 2-Komponenten Siliconkautschuk (RTV-2)
  • Silicongele
  • UV-vernetzende Siliconkautschuke

Vorteile:

  • keine Spaltprodukte, dadurch Aushärtung des Siliconkautschuks ohne Schrumpf und ohne Freisetzung von geruchs- oder geschmacksbeeinträchtigenden Stoffen
  • schnelle Vulkanisation - wobei Topfzeit und Vernetzungsgeschwindigkeit über die Temperatur, bzw. bei UV-härtenden Siliconen über die Lichtdosis, gesteuert werden

Verarbeitung:

Eine Inhibierung kann bereits durch geringe Mengen von Katalysatorgiften erfolgen, insbesondere durch amin- und schwefelhaltige Verbindungen.

Bei der Peroxidvernetzung werden organische Peroxide eingesetzt. Sie zerfallen bei erhöhter Temperatur in hochreaktive Radikale, welche die chemische Vernetzung der Polymerketten bewirken. Dadurch entsteht ein hochelastisches dreidimensionales Netzwerk. WACKER bietet Ihnen Peroxidvernetzer als Pasten an.

Das Prinzip der peroxidischen Vernetzung wird bei Festsiliconkautschuken (HTV) angewandt.

Vorteile:

  • in der Praxis bewährtes und ausgereiftes Vernetzungsverfahren
  • langjährige Expertise und stetige Weiterentwicklung in Zusammenarbeit mit Kunden
  • Herstellungsverfahren sichert konstant hohe Qualität
  • Compounds sind sehr wenig empfindlich gegenüber Katalysatorgiften

Verarbeitung:

Bei einigen Peroxidvernetzern (ELASTOSIL® AUX Vernetzer C1 und ELASTOSIL® AUX Vernetzer C6) verursacht Luftsauerstoff eine Inhibierung. Alle Oberflächen, die während der Vulkanisation mit Luft in Kontakt kommen, vulkanisieren nicht vollständig und verursachen Oberflächenklebrigkeit.

Bei der Kondensationsvernetzung reagieren die endständigen Hydroxygruppen des Polymers mit einem Siloxanvernetzer unter Abspaltung kleiner, flüchtiger Verbindungen wie Alkohol, Essigsäure oder Amin. Durch diese Abspaltung kommt es im Gegensatz zu den additionsvernetzenden Siliconkautschuken zu einem Materialschwund von ca. 3 Vol.%. Die kondensationsvernetzende Vulkanisation wird durch zinn- oder titanorganische Verbindungen in der Gegenwart von geringen Mengen Wasser katalysiert. Die Vulkanisation erfolgt stets bei Raumtemperatur. WACKER bietet sowohl gebrauchsfertige 1-Komponenten Siliconkautschuke (RTV-1) an, die unter Einwirkung von Luftfeuchtigkeit vulkanisieren, als auch schnell aushärtende 2-Komponenten Typen an.

Das Prinzip der Kondensationsvernetzung findet sich in folgenden beiden Produkttypen wieder:

  • 2-Komponeneten Siliconkautschuk (RTV-2)
  • Siliconkautschuk (RTV-1)

Vorteile:

  • Siliconkautschuktypen sind weitgehend unempfindlich gegenüber Inhibierungen durch andere Substanzen
  • ermöglichen robuste Kleb- und Dichtstoffe

Verarbeitung:

RTV-1 Siliconkautschuke brauchen zur Aushärtung Luftfeuchtigkeit - dies kann die Vulkanisationsgeschwindigkeit bei trockener Umgebung deutlich verlängern.
Kondensationsvernetzende RTV-2 Siliconkautschuke dürfen bis zur vollständigen Aushärtung nicht auf Temperaturen von >90 °C erhitzt werden, da es sonst zur Reversion der Aushärtung kommen kann.