Silikon

Was sind Silikone? 

Silikone bezeichnen  eine Gruppe synthetischer Polymere, bei denen Siliciumatome über Sauerstoffatome zu Molekülketten verknüpft sind.

Sie sind eine besondere Form von Kunststoffen und ein Allrounder. Sie vereinen chemische Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl an Chemikalien mit einer hohen Temperaturbeständigkeit sowie Flexibilität selbst noch bei tiefen Temperaturen von bis zu -100°C. Zudem sind sie beständig gegen Witterungseinflüsse, UV-Strahlen oder Ozon. Ein großer Vorteil der Silikone ist ihre physiologische Unbedenklichkeit, wodurch sie in dem Pharmabereich und der Medizintechnik zum Einsatz kommen können.

Geschichte 

Der englische Chemiker Frederic Stanley Kipping experimentierte Anfang des 20. Jahrhunderts mit Silicium und seinen Verbindungen. Zunächst stellte er eine große Anzahl an Silicium-Kohlenstoffverbindungen her. Dabei entdeckte er harzartige Produkte, die er als „silicon ketones“ bezeichnete.  Daher leitet sich auch die Bezeichnung Silikon ab.

In dem Jahr 1940 fanden die Chemiker Eugene G. Rochow und  Richard Müller nahezu gleichzeitig, aber unabhängig voneinander, eine Möglichkeit, Methylchlorsäure als Zwischenprodukt der Silikone, großtechnisch herzustellen.  Dieses Herstellungsverfahren wird bis heute Müller-Rochow-Synthese genannt. 

Herstellung 

Die Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Silikon sind Silicium (staubfein gemahlen) und Methylchlorod.

Kupfer wird als Katalysator für die chemische Reaktion verwendet. Bei der Reaktion wird Chlormethylsilanen umgesetzt. (Müller-Rochow-Synthese).

Dabei  werden durch fraktionierte Destillation die Chlormethylsilane in eine Vielzahl von möglichen Verbindungen getrennt. Siloxane können di-, tri- oder auch tetrafunktional sein. Es gibt lineare Bauformen, verzweigte Polysiloxane, zyklische und vernetzte, ringförmige Siloxane.

Eigenschaften und Verwendung 

• physiologische Eigenschaften

Silikone sind wärmebeständig, hydrophob, dielektrisch und sind sehr gut verträglich (nicht gesundheitsschädlich). Deswegen eignen sich gut für medizinische Zwecke (kosmetische Hautpflege und plastische Chirurgie) und nicht nur für das Handwerk.  Sie werden auf Grund ihrer Eigenschaften auch im Haushalt eingesetzt. (Silikonbackformen und Schüsseln, Schaber). 

• Temperaturbeständigkeit  und elektrische Eigenschaften

Zischen -60 Grad Celsius und +200 Grad Celsius sind die elektrischen Eigenschaften der Silikone nahezu konstant. Auch in dem Temperaturbereich von -110 bis +300 Grad Celsius behält Silikon immer noch Form und Festigkeit bei. 

• chemische Eigenschaften 

Gegen schwache Säure- und Laugenlösungen haben Silikone eine gute Beständigkeit. Ebenso sind sie auch gegen Alkohol in höchstem Maße resistent. Gegen unpolaren Flüssigkeiten wie Benzin und Mineralöle widerstehen Silikone nur bedingt. 

• Alterung, Wetter- und UV-Beständigkeit

Gegen jegliche Witterungseinflüsse sind die Silikone resistent. Zudem altern sie nur sehr, sehr langsam.

• Brandverhalten

Silikone können sich erst bei sehr hohen Temperaturen entzünden und brennen demnach sehr schwer. Spezielle Silikone können sich bei einem Brand sogar selbst löschen. 

Arten

Silikone lassen sich nach ihren Anwendungsgebiete in Öle, Harze und Kautschuke einteilen.  

• Silikonkautschuk

Als Elastomer hat Silikonkautschuk eine gummiähnliche elastische Konsistenz. Es besteht aus Silikon selbst und Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff. Üblich ist, dass noch Füllstoffe beigemengt werden, um die guten mechanischen Eigenschaften noch zu verbessern. Silikonkautschuk findet sich in vielen Produkten. In der Lebensmittelindustrie, bei der Automobilherstellung, in medizinischen Implantaten und im Heimwerkerbereich. Bekannte Verwendung ist die als Dichtstoff.

• Silikonöle und Silikonfett

Silikon in flüssiger Form sind  farblos, klar, hydrophob und geruchsneutral. Besonders gut eigenen sie sich als Schmiermittel. 

Eingesetzt werde sie außerdem als Polierzusatz in Autolacken, als Gleitmittel in Kunststoffgetrieben und als elektrischer Isolierstoff.

Die flüssigen Silikone kommen auch in der kosmetischen Industrie zum Einsatz (Salben, Cremen etc.) 

• Silikonharz

Silikonharze sind vernetzte Polymethylsiloxane oder Polymethylphenylsiloxane.Meist werden Silikonharze zu Lacken verarbeitet. Man löst sie in organischen Lösungsmitteln. Verwendung finden die Silikonharze beispielsweise als Bindemittel in Glasfaserdämmstoffen.  

Weitere Informationen 

https://www.tuerklingel-shop.de/blog/silikon-materialkunde-und-geschich…

https://www.rct-online.de/magazin/silikon-kunststoff/

https://www.chemie.de/lexikon/Silikone.html

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