Unter Druck und Dampf - Wacker Chemie AG


Unter Druck und Dampf

Vergleich mit einem Standardsiliconkautschuk: Änderung der Materialeigenschaften nach Lagerung in heißem Wasserdampf (21 Tage bei 150 Grad Celsius)

Für gewöhnliche Siliconelastomere stellen Langzeitanwendungen in Wasser bis etwa 100 Grad Celsius kein größeres Problem dar. „Bei höheren Temperaturen, wie es bei Heißwasser oder heißem, komprimiertem Wasserdampf der Fall ist, haben die Wassermoleküle aber eine so hohe Energie, dass sie die Silicium-Sauerstoff-Bindungen des Siliconpolymers chemisch angreifen“, berichtet der WACKER-Anwendungstechniker Dr. Thomas Frese. „Ist ihre Energie hoch genug, spalten sie diese Bindungen und zerlegen dadurch die Polymermoleküle in kleinere Bruchstücke.

Vergleich mit einem Standardsiliconkautschuk: Bleibende Druckverformung nach Lagerung in heißem Wasserdampf bei 150 Grad Celsius in Prozent

Dieser als Hydrolyse bezeichnete Abbau ist die Hauptursache für den rapiden Rückgang von Elastizität und Festigkeit, wenn gewöhnliche Siliconelastomere Heißwasser oder heißem Dampf ausgesetzt werden.

„Bislang konnten nur Festsiliconkautschuke so formuliert werden, dass sie dieser Medienbelastung standhalten“, berichtet Dr. Frese weiter. Bei Standard-Flüssigsiliconkautschuken ergibt sich dagegen unter den gleichen Lagerbedingungen – unter Druck in heißem Wasser oder Dampf – ein Druckverformungsrest von praktisch 100 Prozent: Sie werden vollständig inelastisch und versagen als Dichtungsmaterial.

Geeignet für Medizintechnik

„Mit ELASTOSIL® LR 3020/60 steht jetzt erstmals ein hydrolyse- und wasserdampfstabiler Flüssigsiliconkautschuk zur Verfügung“, betont der WACKER-Chemiker. Seine Reißfestigkeit und Reißdehnung verschlechtern sich nach der Langzeitlagerung unter 150 Grad Celsius heißem Dampf vergleichsweise wenig. Zudem erweist sich das Vulkanisat als beständig gegenüber in der Medizintechnik gebräuchlichen Reinigungs- und Desinfektionsmitteln.

Wie alle Flüssigsiliconkautschuke ist ELASTOSIL® LR 3020/60 eine zweikomponentig formulierte Masse, die zur Verarbeitung im Spritzgießverfahren optimiert ist und durch eine platinkatalysierte Additionsreaktion zügig vernetzt. Das unvernetzte Material ist im Ruhezustand pastös und wird mit zunehmender Scherung immer dünnflüssiger. Wegen dieser als Strukturviskosität bezeichneten Eigenschaft lässt sie sich mithilfe einer Zweikomponenten-Misch- und -Dosieranlage problemlos in das Spritzaggregat der Spritzgießmaschine fördern. Zudem sind die Füllstoffe sehr gut im Kautschuk aufgeschlossen und dispergiert. Dies schafft eine weitere Voraussetzung für eine nahezu fehlerfreie Produktion.

Die guten Fließeigenschaften, die homogene Füllstoffverteilung und die schnelle Additionsvernetzung erleichtern das Spritzgießen deutlich. „ELASTOSIL® LR 3020/60 kann sehr viel effizienter verarbeitet werden als die herkömmlichen heißwasser- und dampfbeständigen Spezialkautschuke“, erklärt Dr. Wolfgang Schattenmann, Leiter des Business Teams Rubber Solutions bei WACKER SILICONES. Der Prozess lasse sich hochgradig automatisieren, die Verarbeiter erreichten kurze Zykluszeiten und eine nahezu nachbearbeitungs- und ausschussfreie Produktion – selbst bei sehr kleinen, hochpräzisen und geometrisch anspruchsvollen Fertigartikeln. „Auf diese Weise“, so Schattenmann weiter, „wird eine kostengünstige Großserienproduktion von hydrolysestabilen Elastomer-Formteilen möglich.