Silikone

Silikone (Einzahl: das Silikon) sind höhermolekulare Verbindungen, denen ein alternierend aus Silizium- und Sauerstoffatomen aufgebautes dreidimensionales Gerüst zugrundeliegt.

Silikon ist nicht zu verwechseln mit Silizium selbst, aus dem z.B. elektronische Chips hergestellt werden. Da Silizium auf Englisch silicon heißt, kommt es hier oft zu falschen Übersetzungen (siehe auch: Falsche Freunde).

Struktur

Siliziumatome in Silikonen, die durch das Ausbilden von Bindungen zu Sauerstoff ihr Oktett (Elektronenschale) nicht erreichen, werden dabei mit organischen Resten abgesättigt.

Hinsichtlich Struktur und Ausmaß des Gerüstes sowie der Art der organischen Reste sind Silicone extrem variabel. So kann das Gerüst komplett linear bis stark verzweigt sein, niedermolekular bis extrem hochmolekular. Die Reste sind meistens Wasserstoff oder organische Reste wie Methyl-, Vinyl- oder Phenylgruppen. Je nach Kettenlänge der abwechselnd miteinander verknüpften Silizium- und Sauerstoffatome erhält man zuerst dünnflüssige, dann dickflüssige und – bei größerer Kettenlänge – gelartige und schließlich feste Silikone.

Aufgrund ihres typisch anorganischen Gerüstes einerseits und ihren organischen Resten andererseits, stellen Silikone in gewisser Weise Hybride dar und weisen ein einzigartiges Eigenschaftsspektrum auf, das von keinem anderen Kunststoff erreicht wird.

Verwendung

Silikon in einer seiner einfachsten und bekannten Anwendung dient im Baugewerbe als Dichtstoff zum Füllen von Fugen. Aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften (hohe Hitzebeständigkeit, Temperaturanpassung, Langlebigkeit, klebende oder isolierende Eigenschaft,Formbarkeit...) ist die Produktanwendung nahezu grenzenlos und in vielfältigsten industriellen Anwendungsverfahren vertreten. Es findet u.a. auch bei der Produktion von Autolacken, Möbelpolituren und Motorölen Verwendung. Im Tauchsport findet Silikon häufig als Material für Teile der Tauchausrüstung Verwendung. Flüssige Silikone wurden früher in der Kosmetik zur Unterspritzung von Falten genutzt. Dieses Verfahren ist heute unüblich, da das Material zum Abwandern neigt, und sich dann an anderen Stellen als dem Injektionsort Granulome (kleine, nicht bösartige, aber störende Geschwülste) bilden.

Im Fahrzeugbau werden Silikonöle höherer Viskosität als Fluid zur Drehmomentübertragung mit automatischem Drehzahlausgleich in sogenannten Visco-Kupplungen als Achs- oder/und (in Verbindung mit einem) Zentraldifferential eingesetzt.

Für Silikonbrustimplantate werden mit Silikongel gefüllte Silikonbeutel benutzt. Doch nicht nur für Silikonbusen wird das Material beim Menschen verwendet. Künstliche Herzklappen, Herzschrittmacher, Schwellkörperimplantate, Hautcremes, Gleitmittel für Spritzen usw. werden auch aus Silikon hergestellt. Silikone haben gegenüber kohlenstoffbasierten Kunststoffen den großen Vorteil, dass das menschliche Immunsystem kaum auf sie reagiert.

Im Kunstguss wird Silikon zur Herstellung einer Negativform für den späteren Abguss von Skulpturen und Reliefs verwendet. Silikon zeichnet sich dabei durch die Abzeichnungsgenauigkeit von Oberflächendetails aus und ist beim Aushärten der gegossenen Form praktisch schrumpffrei.

Im Rahmen der Rapid Prototyping-Technologien werden polyadditionsvenetzende Silikone zur Herstellung von transparenten Formen verwendet. In diesen Formen werden Prototypenteile oder Kleinserienteile gegossen. Als Gießharze werden hierfür spezielle Polyurethanvakuumgießharze eingesetzt. Um einen blasenfreien Verguß von kompliziert geformten Teilen zu ermöglichen, findet der Verguß unter Vakuum in einer Vakuumgießanlage statt´.

Beschichtungen auf Silikonbasis dienen auch dazu, Nylonstoffe luftundurchlässig und UV-beständiger zu machen. Beispielsweise für Segel oder Gleitschirme.

Es gibt heute Silikonarten, die sehr gut hitzebeständig sind, so dass man aus ihnen z.B. elastische Kuchenbackformen oder hitzebeständige Isolierungen und Schläuche (allerdings nur mit geringer mechanischer Widerstandsfähigkeit) für elektrische Leitungen und Kabel herstellen kann.

Sonstiges Wissenswertes

Der Name der anorganischen Silikone (Summenformel R₂SiO) wurde in Analogie zur Stoffgruppe der organischen Ketone gewählt, welche die allgemeine Summenformel R₂CO aufweisen. Anders als die Ketone, welche niedermolekulare Verbindungen darstellen, sind Silikone hochmolekular, eine unmittelbare Auswirkung der Tatsache, dass Silizium in der Regel keine Doppelbindungen ausbildet und daher zur Erfüllung der Oktettregel höhere Aggregate aufbauen muss.

Weblinks

Weltweit tätige Hersteller von Silikonen

• http://www.gebayersilicones.com
• http://www.dowcorning.com
• http://www.gesilicones.com
• http://www.wacker.de
• http://www.silicones-europe.com

Sonstige Informationen

• http://www.kunststoff-techniker.de/Silicon.pdf Silicon
• http://www.apo.de/asp/co_implantate02.asp?user=26 Silikon-Implantate und deren Entwicklung
• http://www.boewing.de
• http://www.starlim-sterner.com
• http://www.avatec.de