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Der Werkstoff Silikon

Ein Werkstoff mit erstaunlichen Eigenschaften

Die Silicone nehmen eine Zwischenstellung zwischen anorganischen und organischen Verbindungen ein und sind noch relativ junge Werkstoffe, deren chemische Grundlagen zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckt wurden. Und obwohl eine großtechnische Herstellung erst seit den 1940er Jahren möglich ist, haben sie eine fast beispiellose Verbreitung erfahren.  

Der Grund hierfür ist, dass Silicone ein einzigartiges Eigenschafts- und Anwendungsspektrum aufweisen, wie es von keinem anderen Kunststoff erreicht wird. Ihre außergewöhnliche Beständigkeit gegen Alterungs-, Witterungs, Strahlen-, Temperatur- und Chemikalieneinflüsse machen sie zu unverzichtbaren Werkstoffen z. B. in der Bau- und Automobilindustrie. Aufgrund ihrer physiologischen Unbedenklichkeit, geeignete und sorgfältige Verarbeitung vorausgesetzt, spielen Silicone aber auch bei der Herstellung bzw. Verarbeitung von Lebensmitteln oder Pharmaprodukten und in der Medizintechnik eine bedeutsame Rolle.

In der folgenden Übersicht sind die wichtigsten Eigenschaften der Silicone stark verkürzt zusammengestellt. 

Wenn Sie weitergehende Fragen zu diesem vielseitigen Werkstoff, seiner Verarbeitung oder möglichen Anwendungen haben, nehmen Sie bitte Kontakt zu uns auf! Gerne werden wir uns mit den gewünschten Informationen persönlich an Sie wenden!

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Physiologische Eigenschaften

Eine Vielzahl unserer Silicon-Produkte sind physiologisch unbedenklich sowie geruchs- und geschmacksneutral. Diese eignen sich insbesondere für einen Einsatz im Zusammenhang mit  Lebensmitteln, medizinischen oder pharmazeutischen Gütern. 
Artikel, die in den genannten sensiblen Bereichen Verwendung finden sollen, werden in unseren Temperöfen thermisch nachbehandelt, sodass sie anschließend den einschlägigen Regularien von BfR u. FDA zur Lebensmittelkonformität, den Anforderungen von WRAS, KTW u. ACS für den Trinkwasserkontakt sowie den geltenden Bestimmungen aus ISO 10993, USP Class VI u. E.P. 3.1.9. für den medizinisch/pharmazeutischen Bereich entsprechen.
Eine Dampfsterilisation bei Temperaturen zwischen 120° C und 140° C ist mit fast allen Qualitäten wiederholt durchführbar.

Alterungs-, Wetter- und Ozonbeständigkeit

Anders als viele organische Kautschuke, die mit speziellen Alterungsschutzmitteln (ASM) ausgerüstet werden müssen, können Silicon-Kautschuke von Ozon gar nicht erst angegriffen werden. Neben dieser außergewöhnlichen Ozonstabilität zeigen sich Silicone aber auch äußerst beständig gegen Sauerstoff, UV- und Höhenstrahlen sowie sonstige Witterungseinflüsse jeglicher Art.

Strahlenbeständigkeit

Strahlenbelastungen sind in ihrer Auswirkung auf den Siliconkautschuk der Materialbeanspruchung durch erhöhte Einsatztemperaturen vergleichbar. Hohe Belastungen führen zu einer sukzessiven Versprödung und zum Abbau der Gummielastizität. Strahlenbelastungen bis 10 Mrad bleiben ohne gravierenden Einfluss auf die Bruchdehnung üblicher HTV-Silicon-Vulkanisate. Bis zur Halbierung der ursprünglichen Reißdehnung können Strahlendosen von ca. 40 - 50 Mrad aufgenommen werden.

Elektrische Eigenschaften

In einem Temperaturbereich von -60°C bis +200°C bleiben die elektrischen Eigenschaften des Silicons nahezu konstant. Seine ausgezeichneten Isoliereigenschaften, die nicht nur in der Elektronik geschätzt werden, sind also temperaturunabhängig gegeben. 
Kommt es zu einem Brand, spaltet Silicon keine aggressiven oder korrosiven Gase ab und bildet darüber hinaus eine isolierende Asche aus Siliziumdioxid. 
Auf Wunsch sind leitfähige Sonderqualitäten durch Mischungsmodifikation möglich. 

Temperaturbeständigkeit

Silicon ist ungewöhnlich resistent sowohl gegen niedrige als auch gegen hohe Temperaturen, wobei die physikalischen Eigenschaften des Materials über weite Temperaturbereiche eine hohe Konstanz aufweisen.
Standardtypen zeigen diese Beständigkeit in einem Bereich zwischen -60° C und 200° C, Sonderqualitäten sogar bis -110° C bzw. +300° C.

Dampfbeständigkeit

Silicone zeigen eine sehr gute Beständigkeit gegen kochendes Wasser sowie gegen Wasserdampf bis ca. 140° C. Wiederholte Sterilisationen, etwa bei medizinischen, pharmazeutischen oder lebensmitteltechnischen Anwendungen, sind möglich. 
Der hydrophobe Charakter des Silicons verhindert dabei eine Wasseraufnahme.

Chemiekalienbeständigkeit

Die Resistenz des Silicongummis gegenüber Chemikalien ist abhängig von der Vernetzungsdichte und seinem Füllstoffgehalt. In stark quellenden Medien sind Kautschukmischungen mit hoher Dichte empfehlenswert. 
Grundsätzlich verhält sich Silicon neutral gegenüber Lacken und Kunststoffen und weist eine gute Beständigkeit gegenüber wässrigen Lösungen, schwachen Säuren und Laugen auf - auch bei höheren Temperaturen. Höhere Konzentrationen sind dagegen differenziert zu betrachten und im Einzelfall auf ihre Verträglichkeit zu prüfen. 
In Kontakt mit polaren Flüssigkeiten (z. B. mehrwertige Alkohole etc.) zeigt Silicon eine hohe Beständigkeit, während gegen unpolare Flüssigkeiten (aliphatische oder aromatische Mineralöle, Benzin etc.) allenfalls eine bedingte Verwendbarkeit attestiert werden kann: Sie verursachen relativ hohe Quellungen, die bei nur kurzer Einwirkzeit i.d.R. jedoch reversibel sind.

Brandverhalten

Silicon-Standardmaterialien entsprechen der DIN 4102 B2 bzw. UL 94 HB.
Durch entsprechende Mischungsmodifikationen sind jedoch selbstverlöschende Eigenschaften unterschiedlicher Anforderungen erzielbar. Übliche Silicon-Vulkanisate weisen einen Flammpunkt (mit Fremdzündung) von ca. 400° C auf.

Die Brenntemperatur beträgt etwa 750° C, die Selbstentzündungstemperatur liegt, gemessen nach ASTM-D 1929-68, bei ca. 430° C. Gerät Silicon in Brand, hängt die Zusammensetzung der dabei entstehenden Brandgase stark von der Temperatur und der Sauerstoffzufuhr ab. Bei vollständiger Verbrennung (hohe Temperatur, ausreichende Sauerstoffzufuhr) entstehen Kohlendioxid, Wasser und Siliciumdioxid. Bei unvollständiger Verbrennung können neben den genannten Stoffen auch Kohlenmonoxid und Crackprodukte sowie flüchtige Siloxane entstehen. (Siloxane gelten dabei als toxikologisch eher unbedenklich, sie werden sogar bei der Kosmetikproduktion eingesetzt).

Im Vergleich zu vielen anderen Dichtmaterialien stellt sich das Brandverhalten von Silicon-Vulkanisaten deutlich positiver dar. Hervorzuheben ist ein geringes Risiko der Entwicklung von Kohlenmonoxid oder sonstiger organischer Moleküle. Eine Dioxinbildung ist gänzlich ausgeschlossen.
Abgesehen von dem insgesamt positiven Brandverhalten des Standard-Silicones können, wie bereits erwähnt, auch selbstverlöschend ausgerüstete Sonderqualitäten erzeugt werden, deren Brandschutzeigenschaften in Abhängigkeit zum Anteil des eingemischten Additivs, ihrer Dichte und der Materialstärke stehen. Mit der passenden Rezeptur werden z.B. auch die Anforderungen von Bahn- und Luftfahrttechnik erfüllt.

Wenn Sie weitergehende Fragen zum Brandverhalten von Silicon haben, nehmen Sie bitte Kontakt zu uns auf! 

Gerne werden wir uns mit den gewünschten Informationen persönlich an Sie wenden!

Farben und Formen

Silicon-Produkte lassen sich in nahezu beliebig vielen lichtechten Farben herstellen. In Verbindung mit unserem eigenen Werkzeugbau und der  eigenen Mischungsherstellung sind wir in der Lage, Ihnen darüber hinaus auch sehr umfangreiche geometrische und funktionale Gestaltungsmöglichkeiten zu bieten!