Was ist Silikonkautschuk? Arten, Eigenschaften und Anwendungen

Was ist Silikonkautschuk?

Silikonkautschuk ist eine Art Elastomer oder gummiartiges Material. Seine Hauptzusammensetzung ist Silikon, das selbst eine Art Polymer ist. Hersteller verwenden verschiedene Formulierungen, um dieses Silikon mit anderen Materialien wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff. Daraus ergeben sich mehrere Arten von Silikonkautschuk, die sich ideal für verschiedene Anwendungen eignen.

Die einzigartige Zusammensetzung und Vielseitigkeit von Silikonkautschuk bieten zahlreiche Vorteile. Durch die Anpassung der Füllstoffe und anderer Eigenschaften lassen sich die Kosten senken, ohne die Qualität zu beeinträchtigen.

Diese Flexibilität ermöglicht auch die Entwicklung maßgeschneiderter Silikonkautschuke, die den strengen Anforderungen der Lebensmittel- und medizinische Qualität Standards. Diese Kombination aus Anpassungsfähigkeit, Flexibilität und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften macht Silikonkautschuk zu einem optimalen Material für eine Reihe von Anwendungen in verschiedenen Branchen.

Seine Vielseitigkeit ist nur eine der vielen Eigenschaften, die Silikonkautschuk heute so beliebt machen. Es ist auch wertvoll wegen seiner Haltbarkeit, Stabilität und nichtreaktiver Zustand, selbst nach extremer Temperatur- und Chemikalienbelastung.

Es hält Temperaturen stand von −55 bis 300 °C (−70 bis 570 °F), ohne seine wichtigsten Eigenschaften zu verlieren.

Spritzguss-Silikonkautschuk ist auch sehr einfach. Deshalb können Sie es in sehen verschiedene Formen und Größen. Sie können Farbe hinzufügen und die Transparenz an die Designanforderungen anpassen.

Silikon kann alle Anforderungen für Automobilanwendungen, Heimwerkerarbeiten, Dichtungen, Essenslager, Kochgeschirr, oder auch Anforderungen für medizinische Zwecke.

Wie ist Silikonkautschuk entstanden?

Das allererste Silikonelastomer war ursprünglich für Elektromotoren und Generatoren gedacht. Die Absicht war, Suche nach einem besseren Isoliermaterial das harzgetränkte Glasfasern die damals beliebt waren. Das Problem, das sie zu lösen versuchten, war die Unfähigkeit von Phenolharz widerstehen hohen Temperaturen die bei kleineren Elektromotoren üblich waren.

Chemiker von General Electric und Corning Glass suchten nach hitzebeständigeren Materialien, um dieses Problem zu lösen. Sie kamen schließlich auf die Idee, Silikonpolymere auszuprobieren. Das neue Material hat bewiesen, dass seine Struktur hält extremen Temperaturen stand.

Nach dieser Entdeckung fanden die Chemiker einen Weg, Silikonmaterial kommerziell herstellenSie beschlossen, diese Entdeckung „Silikon“ zu nennen, was jedoch eine falsche Bezeichnung ist.

Das -one sollte die Substanz mit bezeichnen Sauerstoffatom mit Doppelbindung als Rückgrat. Dies liegt daran, dass die Chemiker zunächst fälschlicherweise dachten, dass die Sauerstoffatome in Silikon anders binden. Aber nach weiteren Studien sollten Silikonkautschuke der Name Polysiloxane.

Mit der zunehmenden Popularität von Silikonkautschuk konnte es für mehr Anwendungen eingesetzt werden. In den frühen 1950er Jahren Massenproduktion von Silikon war prominenter geworden.

Arten von Silikonkautschuk

Es gibt zwei Möglichkeiten, Silikonkautschuk zu klassifizieren. Eine davon ist durch seine Molekülstrukture, und die andere ist durch ihre Primärform.

Klassifizierung durch Zusammensetzung

Silikonkautschuk ist so vielseitig, dass man ihn mit verschiedenen organischen Gruppen herstellen kann. Es kann Methyl, Phenyl, Vinyl, oder andere Gruppen. Normalerweise hängt die Wahl von der spezifischen Anwendung des Silikonkautschuks ab.

Basierend auf ASTM D1418 Standard, der Gummi offiziell klassifiziert, hat Silikonkautschuk diese Klassifizierungen in Abhängigkeit von seiner molekularen Struktur.

• Methylgruppe. Diese Gruppe trägt andere Bezeichnungen, darunter Dimethylsilikon-Elastomer, Methylsilikonkautschuk oder die kürzeste Bezeichnung MQ. Es ist die Basis und einfachste Struktur aus Silikon.
• Methyl- und Vinylgruppe. Diese Gruppe hat auch andere Namen, wie Vinylmethylsilikon-Elastomer. Es kann identifiziert werden als VMQ. Diese sind ideal für beide Hoch- und Niedertemperaturanwendungen. Es ist ungiftig, behält trotz Sonneneinstrahlung seine ursprüngliche Struktur und ist hoch resistent gegen Pilzbefall.
• Methyl- und Phenylgruppe. Dies trägt den Namen Methyl-Phenyl-Silikon-Elastomer. Ein gebräuchlicherer Name ist Phenyl-Silikonkautschuk. Auch unter dem Namen PMQ bekannt, ist diese Zusammensetzung hervorragend für Niedertemperaturanwendungen.

• Methyl-, Phenyl- und Vinylgruppe. Dies trägt auch den Namen PVMQ, bekannt für seine gute Leistungsfähigkeit bei niedrigen Temperaturen. Durch die Einführung von Phenyl werden die thermischen Eigenschaften des Silikonkautschuks deutlich verbessert, sodass er trotz eisiger Temperaturen seine Struktur behält.
• Fluor-, Vinyl- und Methylgruppe. Der Fluorsilikonkautschuk, Fluorkautschuk oder FVMQ, hat Eigenschaften, die ihn sehr beständig gegen Chemikalien wie Öl, Kraftstoff, Säuren, Laugen und andere machen unpolare Lösungsmittel. Es handelt sich um einen langlebigen Elastomertyp, der relativ Stabil und druckfest bei extremen Temperaturen.

Klassifizierung durch Viskosität und Verarbeitungsverfahren

Die Klassifizierung von Silikonkautschuk kann auch durch seine Viskosität und Verarbeitungsverfahren dass es durchgeht.

• Hochtemperaturvulkanisierter Festsilikonkautschuk (HTV): Diese Art von Silikonkautschuk hat eine Zusammensetzung, die Polymere mit hohes Molekulargewicht und lang PolymerkettenDiese sind normalerweise unvulkanisiert und verwenden traditionelle Techniken zur Verarbeitung von Biokautschuk.
• Flüssigsilikonkautschuk (LSR): Flüssigsilikonkautschuk (LSR) besteht aus Polymeren mit kürzere Ketten und geringeres Molekulargewicht, wodurch es flexibler wird. Es wird hergestellt von Spritzgießen or Extrusionund behält seine Festigkeit über einen weiten Temperaturbereich. Wärmegehärtetes LSR ist transparent und langlebig.
• Bei Raumtemperatur vulkanisierter Silikonkautschuk (RTV): Dieser Silikonkautschuk ist in zwei Zusammensetzungen erhältlich: RTV-1 (Einkomponenten-) oder RTV-2 (Zweikomponenten-)Systeme. Dies beeinflusst den Härtebereich des Silikons, von sehr weich bis etwas härter. Dadurch eignet es sich ideal für Dichtungs-, Verguss- und Verkapselungsanwendungen.

Haupteigenschaften und Merkmale von Silikonkautschuk

Silikon ist die wichtigste Referenz für eine Klasse anorganischer Polymere. Es verfügt über bemerkenswerte Eigenschaften und Merkmale, die es ideal für verschiedene industrielle Zwecke machen. Seine Eigenschaften lassen sich durch die Anfügung verschiedener Methylgruppen an seine Molekülkette verändern.

Das bedeutet, dass es möglich ist, Silikonkautschuk flexibler zu machen, löslich, chemikalien- oder temperaturbeständig durch Zugabe eines geeigneten Materials.

Aber was sind diese Eigenschaften? Lassen Sie uns sie einzeln untersuchen, damit Sie sie besser verstehen können.

Allgemeine Eigenschaften von Silikonkautschuk

Hier sind die allgemeinen Eigenschaften, die Sie in Silikon finden können.

• Es ist sehr weich und biegsam. Seine Haltbarkeit ermöglicht es ihm, seine ursprüngliche Struktur zu behalten ohne Rissbildung, Verhärtung und Ermüdung. Dadurch ist es ideal für Hochdruckanwendungen, die wiederholtes Be- und Entladen beinhalten.
• Es hat hydrophobe Eigenschaften, die Wasser abstoßen können. Dadurch wird sichergestellt, dass bestimmte Teile oder Bereiche vor Leckagen geschützt sind. Dies macht Silikonkautschuk zu einem wirksame Versiegelung, wasserdichte Beschichtung oder IsolierungDies ist möglich, ohne die Atmungsaktivität einzuschränken.
• Seine Molekülketten haben niedrige Rotationsenergiebarrieren. Dadurch kann es sich bereits bei der Zufuhr einer geringen Energiemenge mit hoher Flexibilität bewegen.
• Es ist sehr alterungsbeständig. Die Haltbarkeit von Silikonkautschuk beruht auf seiner Fähigkeit, UV-Strahlung widerstehen, extreme Temperaturen und chemische Belastung.

Physikalische Eigenschaften von Silikonkautschuk

Die genaue Zusammensetzung des Silikons ermöglicht seinen Einsatz in verschiedenen Prozessen zur Herstellung verschiedene Größen und Formen, von Tubing, Blätter, Dichtungen, usw. Trotzdem werden seine wertvollen physikalischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt. Zu diesen Eigenschaften gehören die folgenden:

• Flexibilität: Die Kombination aus Silikon und Sauerstoff im Kettenrückgrat verleiht dem Material eine unglaubliche Flexibilität. Es kann sich bewegen, falten, biegen und verdrehen auch nach dem Aushärten und Formen ohne seine ursprüngliche Struktur zu beschädigen.
• Härte: Die Härte von Silikon wird anhand von zwei Skalen gemessen: Shore OO für weiches, schwammartiges Silikon und Shore A für dichtere Typen. Ein üblicher Bereich für dickeres Silikon liegt zwischen 30A und 70A, während Hochleistungstypen zwischen 10A und 90A liegen können.
• Farbe und Finish: Im Originalzustand ist Silikon durchscheinend weiß. Je nach Ausführung kann das Silikonprodukt jedoch in verschiedene Farben und Texturen.

• Elektrische Eigenschaften: Silikon verfügt über hervorragende elektrische Isolationseigenschaften, mit einer Durchschlagsfestigkeit typischerweise zwischen 20 und 30 kV/mm, wodurch es ideal für Hochspannungsanwendungen ist. Silikon kann auch leitfähige Füllstoffe aufnehmen, was es zu einem wirksamen Dichtmittel für elektronische GeräteSie können es verwenden als EMI-O-Ringe oder Wärmeübertragungspads.
• Thermische Eigenschaften: Silikonkautschuk ist je nach Zusammensetzung sowohl ein Wärmeisolator als auch ein Wärmeleiter. Seine Wärmeleitfähigkeit liegt typischerweise zwischen 0.2 bis 0.3 W/(m·K)Dadurch eignet es sich für Produkte mit geringer Wärmeübertragung, wie beispielsweise Schläuche für Ofenanwendungen oder andere lebensmittelbezogene Geräte.
• Hoher Schmelzpunkt: Da Silikon ein Duroplast-Elastomer, it schmilzt nicht. Es kann seine mechanische Struktur auch bei Temperaturen beibehalten bis 300°C.

Vorteile von Silikonkautschuk

Dank der zuvor aufgeführten Eigenschaften verfügt Silikonkautschuk über die folgenden unglaublichen Vorteile.

• Dampfbeständigkeit und Flammhemmung: Die allgemeine Beständigkeit von Silikonkautschuk gegenüber Dampf, Flammen und Hitze macht es zu einem idealen Material für Hochtemperaturanwendungen wie Lebensmittelzubereitung Situationen. Dies macht es auch geeignet für industrielle Anwendungen, die Verwenden Sie wärmeerzeugende Maschinen und Prozesse.
• Hohe Beständigkeit gegen Druckverformung: Aufgrund seines Aushärtungsprozesses hat Silikonkautschuk im Allgemeinen einen geringen Druckverformungsrest unter 10 % bei 150 °CSo kann es nach der Komprimierung über lange Zeit seine ursprüngliche Form und Dichtkraft beibehalten.
• Lebensmittel- und medizinische Qualität: Silikonkautschuk hält im Vergleich zu anderen Gummimaterialien den strengen Prüfanforderungen stand, um ein für Lebensmittel oder medizinische Anwendungen geeignetes Material zu deklarieren. Es werden auch keine schädlichen Materialien wie Weichmacher oder Chemikalien wie BPA.

• Trägheit: Dies ist eine der Eigenschaften, die Silikonkautschuk ideal für medizinische Zwecke. Es reagiert nicht, auch wenn es mit biologischen und chemischen Elementen interagiert. Das heißt, es löst keine allergische Reaktionen auch bei Hautkontakt.
• Resilienz und Erholung: Silikonkautschuk ist flexibel und bleibt immer kehrt in seine ursprüngliche Form zurück auch nach Verdrehen, Biegen oder Falten. Dies hängt jedoch immer noch vom ursprünglichen Härtegrad des Silikons vor seiner Anwendung ab.
• Zugfestigkeit: Die Zugfestigkeit von Standard-Silikonkautschuk liegt zwischen 5 und 10 MPa. Einige hochwertige Typen können bis zu 1,500 psi erreichen. Und seine Bruchdehnung kann überall von 200% bis 700%.

Anwendungen von Silikonkautschukprodukten

Aufgrund ihrer Eigenschaften eignen sich Silikonkautschukprodukte ideal für verschiedene Anwendungen. Zu den typischen Anwendungen gehören die folgenden.

Automobilindustrie

Das ist wahrscheinlich die häufigste Anwendung aus Silikonkautschuk. Aufgrund seiner Temperaturbeständigkeit, chemischen Beständigkeit, Reißfestigkeit, elektrischen Isolierung usw. wird es in der Automobilindustrie für zahlreiche Teile verwendet.

Zu den Verwendungszwecken gehören Dichtungen, Dichtungen, Dichtmittel, Zündkerzenreifen, Wärmetauscher, Motorabdeckungen, Kühler, Ventildeckel und vieles mehr.

Lebensmittel und Konsumgüter

Silikonkautschuk ist sicher für den Kontakt mit Lebensmitteln. Seine Fähigkeit, Pilzbefall abwehren und praktische Dichtungseigenschaften Stellen Sie sicher, dass es nicht zu Leckagen kommt und sich keine Bakterien vermehren können. Deshalb ist es ein hervorragendes Material für Lebensmittelverpackungen, Zubereitungsgeräte, Tabletts, Backformen und andere Küchengeräte.

Elektronik

Die elektrischen Eigenschaften von Silikonkautschuk machen es zum idealen Material oder Bauteil für Steckverbinder, Isolatoren oder Steuereinheiten usw. Es ist auch für Beleuchtungsanwendungen wie Diffusoren, Reflektoren, Flutlichter, Linsenform usw.

Silikonkautschuk ist für diese Anwendungen geeignet, da er aufgrund seiner Alterungseigenschaften und Temperaturbeständigkeit resistent gegen Vakuumkollaps ist.

Gesundheitswesen

Silikonkautschuk kann aufgrund seiner Inertheit eine medizinische Qualität erreichen. Es verleiht dem Material Biokompatibilität Eigenschaften, die es sicher machen als medizinische Schläuche, Dichtungen, Katheter, O-Ringe, Dichtungen, Membranen, Masken und mehr.

Die Biokompatibilitätseigenschaft macht Silikon auch sicher für alle Anwendungen, die mit der menschlichen Haut in Kontakt kommen. Dazu gehören Mundstücke, Schutzbrillen, Bänder usw.

Fazit

Silikonkautschuk ist vielseitig, langlebig und sicher und somit die ideale Wahl für zuverlässige und individuelle Produktlösungen. Dank seiner hervorragenden Temperaturbeständigkeit, Flexibilität und Biokompatibilität übertrifft er viele andere Materialien. Daher wird er häufig in der Automobil-, Medizin-, Lebensmittel- und Elektronikindustrie eingesetzt.

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