Entdecken Sie die vielseitige Welt: Entdecken Sie die Einsatzmöglichkeiten und Vorteile von Silikon

Silikon ist aufgrund seiner außergewöhnlichen Zuverlässigkeit ein zeitloses Material, das in vielen Branchen verwendet wird. Von weiteren technischen Durchbrüchen in der Medizin bis hin zur grundlegendsten Verwendung in alltäglichen Haushaltsprodukten hat Silikon das Potenzial, die Welt, in der wir leben, neu zu gestalten. Doch was macht dieses Material einzigartig und warum ist es für so viele verschiedene Disziplinen so wichtig? Dieser Artikel untersucht die vielfältigen Anwendungen und Vorteile von Silikon und konzentriert sich dabei auf seine funktionalen Eigenschaften, seine funktionale Nutzung und natürlich seinen Beitrag zur modernen Technologie, zum Gesundheitswesen und zur Umweltfreundlichkeit. Wenn Sie sich über aktuelle Trends wundern oder wissen möchten, wie Silikon Ihre Erfahrungen im Alltag verbessern wird, wird dieser Leitfaden Ihr Wissen über dieses unglaubliche und nützliche Material erweitern.

Welche verschiedenen Silikonarten gibt es?

Silikone können je nach Zusammensetzung und Einsatzzweck in verschiedene Nischen unterteilt werden. Die Haupttypen sind wie folgt:

1. Flüssiger Silikonkautschuk (LSR) ist für seine Flexibilität und Haltbarkeit bekannt und wird aufgrund seiner Hitze- und Chemikalienbeständigkeit in der Medizintechnik, bei Kochgeschirr und in der Automobilindustrie eingesetzt.
2. Bei Raumtemperatur vulkanisierendes (RTV) Silikon ist ein Typ, der aufgrund seiner enormen Elastizität in Kombination mit einer ungehärteten Form häufig im Bauwesen und in der Elektronik als Klebstoff oder Dichtungsmittel verwendet wird.
3. Hochkonsistenzgummi (HCR) oder festes Silikon wird in Formgebungs- und Extrusionsanwendungen wie industrielle Rollen und Dichtungen.
4. Fluorsilikon ist eine weitere Silikonvariante, die für extrem kraftstoff-, öl- und lösungsmittelbeständige Anwendungen geeignet ist, vor allem in der Luft- und Raumfahrt- sowie der Automobilindustrie.

Jede Silikonart verfügt über bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften, damit sie in unterschiedlichen Anwendungen gute Leistungen erbringt.

Flüssigsilikonkautschuk (LSR) verstehen

Flüssigsilikonkautschuk (LSR) ist ein einzigartiges Material, das für seine Festigkeit, Flexibilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen und niedrigen Temperaturen sowie verschiedenen Bedingungen bekannt ist. Es handelt sich um ein platingehärtetes Elastomer, das hauptsächlich im Kunststoffspritzguss zur Herstellung hochpräziser Teile verwendet wird. Aufgrund seiner hervorragenden chemischen Beständigkeit, Biokompatibilität und thermischen Stabilität wird LSR häufig in medizinischen Geräten, Autoteilen und Konsumgütern verwendet. Seine leichte Struktur, Ungiftigkeit und regelmäßige Leistungsfähigkeit unter extremen Bedingungen sind der Grund, warum es in verschiedenen Branchen eingesetzt wird.

Entdecken Sie die Sorten von Festsilikonkautschuk

SSR, auch Festsilikonkautschuk genannt, ist aufgrund seiner Robustheit, Flexibilität und Umweltverträglichkeit ein bemerkenswertes Material unter den anderen Silikonfamilien. Der Hauptunterschied zwischen LSR und SSR besteht darin, dass SSR nur in einem Format namens HCR verkauft wird, das eine Verarbeitung mit einer Art Kompressions- oder Transferformung erfordert.

Einige wichtige Eigenschaften von festem Silikonkautschuk 

SSR verfügt über große mechanische Eigenschaften wie Reißfestigkeit und Dehnung. Die Betriebstemperatur liegt im Bereich von -60 °C bis 230 °C, was den Einsatz in rauen, extremen Umgebungen erleichtert. SSR ist aufgrund seiner bemerkenswerten Isoliereigenschaften ziemlich ausgeprägt, was es zu einer großartigen Alternative beim Bau elektronischer Komponenten macht. Diese Materialien sind außerdem UV-, ozon-, alterungs- und chemikalienbeständig, was eine lange Lebensdauer und zuverlässige Leistung ermöglicht.

Primäre Anwendungsfälle

Für SSR ist mittlerweile ein breites Spektrum an Anwendungsfällen verfügbar, darunter unter anderem die folgenden:

• Automobilindustrie: Dichtungen, O-Ringe und alle anderen Dichtungselemente, die tiefem, heißem Wasser und rauen Flüssigkeitsbedingungen ausgesetzt sein müssen.
• Elektronik: Isolatoren, Tastaturen und andere wichtige Dichtungskomponenten, die in empfindlichen Geräten verwendet werden.
• Medizinische Geräte: Schläuche, Stopfen und andere Dichtungen, die für biokompatible Materialien in medizinischer Qualität unerlässlich sind.
• Industrielle Anwendungen: Membranen mit Langlebigkeit, Dämpfungskomponenten und starken Dichtungen.

Die Leistungskennzahlen von festem Silikonkautschuk sind unter extremen Bedingungen in der Regel höher als die von thermoplastischen und anderen Elastomeren. So hat fester Silikonkautschuk je nach Formulierung eine Zugfestigkeit von 5 bis 12 MPa und eine Bruchdehnung von bis zu 700 %. Darüber hinaus bietet das Material eine Shore-A-Härte von 20 bis 80 und bietet somit eine größere Auswahl an Optionen entsprechend den erforderlichen Anwendungsanforderungen.

Durch seine Kombination aus herausragender mechanischer und thermischer Stabilität sowie chemischer Beständigkeit ist Festsilikonkautschuk nach wie vor von Bedeutung für die Verbesserung von Technologien und die Bereitstellung zuverlässiger Lösungen in verschiedenen Branchen.

Silikonharze und ihre einzigartigen Eigenschaften

Silikonharze sind speziell Organosiloxanpolymere, die stark vernetzt sind und bemerkenswerte Eigenschaften besitzen, die für den Einsatz in vielen Szenarien von Vorteil sind. Diese Harze funktionieren nicht nur außergewöhnlich gut in gekapselten Umgebungen, wenn sie extremen Temperaturen von -50 Grad Celsius bis über 250 Grad Celsius ausgesetzt sind, sondern ihre thermische Stabilität ist auch erheblich verbessert. In elektrischen oder elektronischen Anwendungen machen diese Polymere die dielektrischen Festigkeiten von bis zu 500 Volt/mil je nach Zusammensetzung des Polymers aufgrund ihrer offensichtlich hohen elektrischen Isoliereigenschaften aus.

Silikonharze bieten nicht nur physikalische Stabilität, sondern sind aufgrund ihrer chemischen Struktur auch beständig gegen verschiedene Witterungseinflüsse, einschließlich Ozonzerstörung, Strahlung, Feuchtigkeit und sogar Oxidation. Silikonharze sind ein hervorragendes Beschichtungsmittel und werden verwendet, um eine Vielzahl von Oberflächen mit einer Beschichtung zu versehen. Silikonharze bieten außerdem ein breites Anwendungsspektrum, da sie eine chemische Verbindung mit geringer Oberflächenspannung sind. Daher werden Silikonharze häufig in Antihaftbeschichtungen verwendet.

Silikonharze werden auch in Beschichtungen für eine breitere Palette von Anwendungen eingesetzt, da sie Chemikalien mit niedriger Oberflächenspannung sind; sie weisen verbesserte mechanische Eigenschaften auf und bieten Flexibilität aufgrund ihrer robusten, starren Struktur und dichten Vernetzung. Sie weisen eine hohe Eigenhärte auf. In industriellen Anwendungen können diese Silikonharze auch modifiziert oder mit verschiedenen Materialien gemischt werden, was ihre Hitzebeständigkeit sowie ihre chemische Stabilität bei unterschiedlich starker Einwirkung von Ölen und Lösungsmitteln erhöht.

Aufgrund des technologischen Fortschritts im Bereich der Synthese werden Silikonharze heute in fortschrittlichen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der erneuerbaren Energien eingesetzt. Ihre Fähigkeit, eine starke Schutzbeschichtung zu bilden, ist beispielsweise wichtig für die Sicherheit von Solarmodulen und anderen im Freien verwendeten Geräten, wodurch die Lebensdauer der Produkte auch bei widrigen Witterungsbedingungen verlängert werden kann. Diese Multifunktionalität zeigt die große Bedeutung von Silikonharzen für die Weiterentwicklung der modernen Materialwissenschaften.

Wie wird Silikon hergestellt und was sind seine Hauptbestandteile?

Das Siloxan-Rückgrat: Die Grundlage von Silikon

Die Grundlage, die Silikon charakterisiert, ist das Siloxan-Gerüst, das Sauerstoff- und Siliziumatome in einer sich wiederholenden (Si-O-Si) Weise verbindet. Diese einzigartige Verbindung verleiht Silikon seine Flexibilität und Stabilität bei hohen Temperaturen oder thermischen Schocks sowie seine chemische Beständigkeit. Die Einführung von organischen Anteilen, die an die Siliziumatome gebunden sind, wie etwa Methyl- und Phenylgruppen, verbessert die Eigenschaften des Materials weiter, und diese Eigenschaften ermöglichen es, ein solches Material anzupassen und für unzählige Zwecke zu verwenden. Daher spielt das Siloxan-Grundgerüstpolymer eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Nutzungsdauer von Silikonen und ihrer Fähigkeit, verschiedenen industriellen und kommerziellen Anwendungen standzuhalten.

Vom Rohstoff zum Endprodukt: Der Herstellungsprozess von Silikon

Der erste Schritt bei der Herstellung von Silikon ist die Extraktion und Reinigung des Silikons, das normalerweise aus Kieselerde oder Sand gewonnen wird. Der erste Schritt erfordert die Verwendung eines elektrischen Generators, der bei sehr hohen Temperaturen arbeitet und dem Silikondioxid Koks oder Kohle zufügt. Dieser elektrische Generator ermöglicht eine Reaktion zwischen Silikon und Kohlenstoff und produziert gereinigtes Silikon bei einer Betriebstemperatur von 1700–2000 Grad Celsius, wodurch eine Silikonausbeute von 98–99 Prozent erreicht wird.

Die zweite Phase des Prozesses ist als Muller-Roach-Prozess bekannt. In diesem Schritt wird Pulmetal-Silizium einer chemischen Reaktion unterzogen, bei der es mit Kupfer in Kontakt gebracht und mit Methylchlorid kombiniert wird. Dieser Prozess führt zur Herstellung von Chlorsilanen für Produkte, die Silikon enthalten. Die endgültige Form, die in Silikonprodukten verwendet wird, ist Dimethyldichlorsilan. Chlorsilane werden zuerst destilliert und nach Erreichen eines bestimmten Reinheitsgrades in Wasser gegeben, wodurch die Produkte zu Polymeren auf Siloxanbasis werden.

Diese Polymere werden dann für verschiedene Zwecke verändert; Kettenlänge, Dichte und sogar bestimmte Funktionsgruppen werden manipuliert, um ein für den Verbraucher ideales Produkt zu erhalten. Die Behandlung und der Temperaturbereich bestimmen Viskosität, Elastizität und thermische Stabilität. Silikonelastomere können beispielsweise extremen Temperaturen standhalten, was sie für die Medizin- und Luftfahrtindustrie mit einem Temperaturbereich von -100 bis 300 Grad Celsius äußerst nützlich macht.

Die Prozesse der Silikonproduktion werden kontrolliert und organisiert durchgeführt, wobei große Rücksicht auf Ressourcen und Qualität genommen wird. Während einige Herstellungsverfahren einen höheren Energieverbrauch und damit mehr Abfall verursachen, sollen andere Verfahren den Industrie- und Umweltstandards entsprechen. Einige Wissenschaftler erwähnen beispielsweise, dass es eine wachsende Tendenz gibt, der Silikonproduktion wiederaufbereitetes Silizium beizufügen, das aus Elektroschrott stammt, da dies den Bedarf an Ressourcengewinnung verringert und die Emissionen senkt. Mit der richtigen Technologie und kontrollierten Managementprozessen kann Silikon die verschiedenen Bedürfnisse der Industrie erfüllen und gleichzeitig einen nachhaltigen Ansatz gewährleisten.

Silikoneigenschaften durch Additive anpassen

Die Zugabe von organischen Silikonadditiven und Füllstoffen kann die Funktionalität von Silikon in vielerlei Hinsicht verbessern und seine Verwendung in verschiedenen Branchen ermöglichen. Ein Füllstoff kann die mechanische Festigkeit von Kieselsäure erhöhen, und Weichmacher helfen, die Flexibilität und Dehnungseigenschaften von Silikon zu verbessern. Die Arbeiten von Brennecke et al. legen nahe, dass die Einarbeitung von pyrogener Kieselsäure in Silikonelastomere in einer Menge von etwa 10–30 Gew.-% eine Erhöhung der Zugfestigkeit der Silikonelastomere um etwa 50 % bewirken kann.

Darüber hinaus können dieselben anorganischen Verbindungen, die zur Erhöhung der Flexibilität der Silikonelastomere verwendet werden, auch als Additive zur Verbesserung der Wärme- und Flammbeständigkeit verwendet werden. Analytische Daten zeigen, dass Verbindungen mit 50 Gew.-% Aluminiumhydroxid die Entflammbarkeit von Verbindungen mit Aluminiumhydroxid deutlich unterdrücken, was sie für den Einsatz in Elektro- und Automobilkomponenten geeignet macht. Umweltfreundliche Pigmente und UV-Stabilisatoren erhalten die Eigenschaften des Materials und seine Farbe, wenn es über einen langen Zeitraum rauen Umweltbedingungen ausgesetzt wird.

Zur Optimierung der Arbeit von Philip Mathe gehört die sorgfältige Auswahl und Dosierung der zugesetzten Füllstoffe und Weichmacher. Durch den Einsatz modernster Materialwissenschaft und spezifischer Formulierungsmethoden können Hersteller Silikonmaterialien herstellen, die bestimmte Spezifikationsanforderungen für Silikonmaterialien erfüllen, wie z. B. eine größere Größe für die Haltbarkeit medizinischer Geräte oder eine verbesserte Hitzebeständigkeit für die Raumfahrt.

Was sind die häufigsten Verwendungszwecke von Silikon in verschiedenen Branchen?

Silikon im Bauwesen: Dichtstoffe, Klebstoffe und Isolierung

Aufgrund seiner Fähigkeit, flexibel, langlebig und thermisch stabil zu bleiben, spielt Silikon in der Bauindustrie eine bedeutende Rolle. Silikondichtstoffe werden daher zum Abdichten und Luftversiegeln von Strukturfugen eingesetzt und ermöglichen gleichzeitig Bewegungen durch Wärmeausdehnung und Gebäudesetzung. Den Daten zufolge war der weltweite Markt für Silikondichtstoffe im Jahr 2.95 etwa 2022 Milliarden US-Dollar wert und dürfte aufgrund der steigenden Nachfrage nach Infrastrukturentwicklung wachsen.

Silikonklebstoffe sind für die Verklebung verschiedener Oberflächen wie Glas, Metall und Kunststoff unverzichtbar. Ihre Fähigkeit, extremen Temperaturen und ultravioletter Strahlung standzuhalten, gewährleistet die Haltbarkeit der Struktur und verringert so den Wartungsaufwand. Forschung und Entwicklung konzentrieren sich jedoch auf umweltfreundlichere Alternativen, die wenig bis keine VOC-Emissionen verursachen.

Beim Versuch, energieeffiziente Gebäude zu bauen, leisten Silikon-Isoliermaterialien einen großen Beitrag, da sie über hervorragende thermische und elektrische Isoliereigenschaften sowie Brandschutz- und Isoliereigenschaften für elektrische Kabel verfügen. Untersuchungen legen nahe, dass durch die Verwendung von Silikonpolymer-Isolierung im Bauwesen der Energieverbrauch um bis zu 20 Prozent gesenkt werden kann, was sie ideal für den Bau macht. All diese Faktoren ermöglichen es der Silikon-Isolierung, traditionelle Baumaterialien zusammenzuhalten und so weltweit akzeptiert zu werden.

Medizinische Anwendungen: Von Implantaten bis zu Schläuchen

Im Vergleich zu anderen Materialien ist Silikon das beste Material für Implantate, da es Biokompatibilität und entsprechende Flexibilität aufweist. Nachfolgend finden Sie eine umfassende Liste der medizinischen Anwendungen von Silikon.

Implantate

Silikon, das hohen Temperaturen standhält, wird in zahlreichen Anwendungen eingesetzt, darunter Brustimplantate, Herzschrittmacherkabel und künstliche Gelenke, die in den Körper eingesetzt werden müssen. Es hat sich gezeigt, dass es nur geringe negative Auswirkungen auf den Körper des Patienten hat und ihm durch natürliche Bewegung und Flexibilität Komfort bietet. Bei langfristigen medizinischen Eingriffen haben Silikonimplantate eine Erfolgsquote von über 90 %.

Schläuche und Katheter 

Medizinische Schläuche auf Silikonbasis weisen eine bessere Wärmebilanz und chemische Neutralisierung auf und können daher in intravenösen Medikamentenverabreichungssystemen, Dialysegeräten und zahlreichen anderen medizinischen Bedarfsartikeln eingesetzt werden. Die Schläuche tragen dazu bei, in Intensivpflegesituationen keine Bakterien auszulösen und gewährleisten so eine sichere Einrichtung.

Wundauflagen 

Im Vergleich zu anderen Verbandmaterialien ist Silikon weniger entzündungsfördernd, was die Heilungschancen verbessert und Infektionen vorbeugt. Bewegungsfreiheit wird erreicht. Die Daten besagen, dass Silikonverbände die Genesung um 30 Prozent beschleunigen.

Prothesen haben weiches Silikongewebe und passen sich perfekt dem Körper des Benutzers an. Dies ist eine großartige Verbesserung, die dem Benutzer eine lange Lebensdauer der Bewegungsgeräte ermöglicht.

Beim Erstellen von Hörgeräteabdrücken verbessert Silikon das Benutzererlebnis, da es flexibel ist und die Haut der Person nicht reizt, während es das Gerät an Ort und Stelle hält.

Silikondichtungen und medizinische Silikone sind für kritische Geräte wie Sauerstoffbeatmungsgeräte oder Infusionspumpen unverzichtbar. Da sie äußerst beständig gegen thermische und ätzende Gemische sind, sind Atemgeräte zuverlässig.

Alle diese Anwendungen haben zweifellos die Wirksamkeit der Geräte verbessert und werden in Zukunft voraussichtlich deutlich an Bedeutung gewinnen.

Automobilindustrie: Dichtungen, Verschlüsse und elektrische Isolierung

Silikondichtungen und -versiegelungen sind hocheffiziente Silikonmaterialien, die in der Automobil- und Maschinenbauindustrie verwendet werden. Unter Hochdruckbedingungen halten solche Dichtungen luft- und wasserdichte Barrieren aufrecht und verhindern gleichzeitig das Austreten von Ölen oder Kühlmittel. Darüber hinaus wird Silikon auch in Anwendungen zur Isolierung von Kabeln und Geräten verwendet, da es für die sich schnell entwickelnden Fahrzeugsysteme eine hervorragende Isolierung und Zuverlässigkeit bietet. Mit dem wachsenden Trend zur Elektrifizierung, insbesondere in der Automobilindustrie, umfasst die Anwendung von Silikon nun auch die Isolierung von hochbelastbaren Batterien und Leistungselektronikverbindungen. Die Fähigkeit von Silikon, extremen Temperaturen und chemischen Umgebungen standzuhalten, gewährleistet seine Verwendbarkeit und Konformität mit Industrienormen und macht es zu einem der wichtigsten Materialien für die Konstruktion und Herstellung von Automobilen.

Wie schneidet Silikon im Vergleich zu anderen Materialien wie Kunststoff ab?

Temperaturbeständigkeit: Silikon vs. herkömmliche Kunststoffe

In Bezug auf die Temperaturbeständigkeit übertrifft Silikon die meisten, wenn nicht alle herkömmlichen Kunststoffe im Vergleich zu anderen Kunststoffen auf dem Markt. Bei extrem niedrigen Temperaturen von -50 °C bis zu 250 °C verlieren Silikonöle nie ihre strukturelle Integrität. Hitze hingegen ist für normale Kunststoffe Kryptonit, da sie bei höheren Temperaturen als normal dazu neigen, weich zu werden oder sich zu verformen, während sie bei kalten Temperaturen dazu neigen, spröde zu werden. Dies ist der einzige Grund, warum Silikonöle oder -kautschuke für anspruchsvolle Bedingungen perfekt geeignet sind, da sie starken Temperaturschwankungen standhalten können.

Flexibilität und Haltbarkeit: Warum Silikon sich auszeichnet

Silikon hat bemerkenswerte Eigenschaften, vor allem seine Festigkeit und Haltbarkeit. Im Gegensatz zu herkömmlichen Polymeren, die bei extremen Temperaturen ihre Elastizität verlieren, ist Silikon in der Lage, seine Flexibilität zu bewahren. Es kann sich auch schnell und einfach von physikalischer Belastung wie Rissen, Brüchen oder sogar chemischem Abbau erholen, sodass es über einen langen Zeitraum wiederholt verwendet werden kann. Diese effektiven Eigenschaften zusammen machen es auch in der Lage, in physikalisch anspruchsvollen Umgebungen zu funktionieren, ob in der Industrie oder im Verbraucherbereich. Silikon weist bemerkenswerte Langlebigkeitseigenschaften auf, sodass es in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden kann.

Umweltauswirkungen: Vorteile von Silikon in Sachen Nachhaltigkeit

Silikon hat verschiedene umweltfreundliche Eigenschaften. Dieses Material ist extrem langlebig und muss daher nicht regelmäßig ausgetauscht werden, was den Abfall im Laufe der Zeit minimiert. Darüber hinaus widersteht Silikon extremer Hitze und Zersetzung, was seine Langlebigkeit im Vergleich zu anderen Materialien erhöht. Obwohl Silikon nicht biologisch abbaubar ist, kann es in einigen Fällen in speziellen Anlagen recycelt werden, was den CO2-Fußabdruck verringert. Wenn außerdem andere Ressourcen durch Silikon anstelle von Einwegplastik oder schwachem Material ersetzt werden, trägt Silikon zur Abfallreduzierung bei und fördert ein besseres Konsumverhalten. Dies macht Silikon zu einer attraktiven Option für umweltfreundliche und langfristige Anwendungen.

Welche besonderen Vorteile bietet die Verwendung von Silikonprodukten?

Hitzebeständigkeit und thermische Stabilität

Silikon genießt einen guten Ruf hinsichtlich der Hitzebeständigkeit und Wärmestabilität dieser Produkte, sodass sie für viele Anwendungen eingesetzt werden können. Sie können extremen Temperaturen zwischen -50 °C und 200 °C standhalten, wobei einige spezielle Eigenschaften auch höheren Temperaturen standhalten. Im Gegensatz zu einer Reihe organischer Polymere ist Silikon ein Material, das bei hohen Temperaturen weder zerfällt noch seine Struktur verliert, was es ideal für Dichtungen im Automobil-, Kochgeschirr- und einigen Industriebereich macht.

Seine thermische Stabilität sorgt dafür, dass auch bei wechselnden Betriebsbedingungen eine hervorragende Leistung erzielt wird. Beispielsweise behält Silikon bei niedrigen Temperaturen seine Elastizität und Flexibilität, ohne dass es anfällig für Risse oder Aushärtung wird. Dieser Grad an thermischer Effizienz garantiert, dass Silikon in verschiedenen technischen Bereichen von der Luft- und Raumfahrt bis zur Elektronik langfristig zuverlässig eingesetzt werden kann. Darüber hinaus wird die Wirksamkeit von Silikon als Isoliermaterial durch seine geringe Wärmeleitfähigkeit verbessert, was ein zusätzlicher Vorteil für Silikon in allen Branchen ist. Die Leistung ist nicht das einzige, was durch diese Eigenschaften verbessert wird, denn sie tragen auch dazu bei, Produktausfälle zu reduzieren, was die Wartungskosten und die Umweltbelastung verringert.

Chemische Inertheit und Biokompatibilität

Silikon ist bekannt für seinen Beinamen als chemisch inerte Ressource, die gegenüber den meisten chemischen Reaktionen unempfindlich ist. Es ist strukturell stabil, was es vor vielen chemischen Prozessen wie Säure-, Basen- oder Lösungsmitteloxidation schützt. Aufgrund seiner chemischen Abschirmeigenschaften wird Silikon häufig im medizinischen und industriellen Bereich verwendet, beispielsweise in Dichtungen, Dichtungsringen und Implantaten in Umgebungen, in denen aggressive Chemikalien vorkommen.

Die Biokompatibilität von Silikon ist ein wichtiger Aspekt, der die Verbreitung von Silikon im medizinischen Bereich weiter unterstützt. Beispiele für Forschungen, die mit dem Ziel durchgeführt wurden, die Integrität von Silikon zu belegen, sind Zytotoxizitätstests, Immunogenitätstests und In-vivo-Bewertungen. Bei freiwilligen Helfern von Michelin, die sich einer PPI-Operation unterzogen, ergaben Untersuchungen, dass im ersten Monat 6 % bzw. 7 % der Patienten Nebenwirkungen und Infektionen des Implantats auftraten. Die FDA hat die Verwendung von Silikonimplantaten bei orthopädischen Rekonstruktionen, Rehabilitationen und Zahnoperationen ausdrücklich zugelassen und damit nachgewiesen, dass diese Implantate sicher zu verwenden sind.

Die Sicherheit vor Schäden wird durch die Beständigkeit von Silikon gegenüber chemischen und biologischen Wechselwirkungen gewährleistet, was es zu einem unverzichtbaren Material in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Schifffahrtsindustrie macht. Um zu verhindern, dass schlecht leitfähige biokompatible Materialien dem menschlichen Körper Schaden zufügen, kann Silikon in Kombination mit anderen Ressourcen verwendet werden.

Elektrische Isolationseigenschaften

Silikon ist ein starker Isolator und wird in vielen Branchen eingesetzt, in denen es äußerst wichtig ist, unter multifunktionalen Anforderungen zu arbeiten. Die Leitfähigkeit von Silikon ist schlecht, was es zu einem guten Isoliermaterial für Anwendungen mit Hoch- oder sogar Niederspannung macht. Es hat eine moderate Durchschlagsspannung von 20 kV bis 30 kV pro mm, je nach Silikonmischung, was bedeutet, dass das Silikon sehr starke elektrische Felder tolerieren kann, ohne dass es zu einem Durchschlag kommt.

Noch interessanter ist, dass Silikon Temperaturen von -60 Grad Celsius bis zu 200 Grad Celsius aushält, ohne seine elektrische Isolierfähigkeit zu verlieren. Dadurch kann Silikon auch in rauen Umgebungen wie in der Automobil-, Luftfahrt- und einer ganzen Reihe anderer Branchen eingesetzt werden. Darüber hinaus ist Silikon ein schlechter Leiter, d. h. Feuchtigkeit, UV-Strahlung und andere Umwelteinflüsse können es nicht so schnell beschädigen wie andere Isoliermaterialien, die eine hohe Leitfähigkeit aufweisen.

Elektrische Kabel, Drahtisolierungen oder andere elektrisches Teil, das eine Isolierbeschichtung benötigt zum Schutz vor Umwelteinflüssen können alle von Silikon profitieren, da es aufgrund seiner Eigenschaften sehr einfach anzuwenden ist und dem Teil eine hohe Haltbarkeit, Widerstandsfähigkeit und Vielseitigkeit verleiht. Heutzutage ist Silikon aufgrund der Kombination aus dielektrischen Eigenschaften, mechanischer Belastbarkeit und Umweltverträglichkeit in der Technik und modernen Technologie äußerst relevant.

Wie wird Silikon in der Elektronik und Elektrik verwendet?

Schutzbeschichtungen und Einkapselungen

Silikone haben sich als unverzichtbar erwiesen, um die langfristige Funktionalität und Zuverlässigkeit elektronischer Geräte zu gewährleisten, indem sie Schutzbeschichtungen und -kapselungen für diese bilden. Diese Materialien wirken als Feuchtigkeits-, Staub- und sogar Chemikalienbarrieren und schützen so die Geräte vor Korrosion oder elektrischen Fehlfunktionen. Die thermischen Ausdehnungs- und Kontraktionskoeffizienten der Silikonbeschichtung, die sehr flexibel ist, ermöglichen eine drastische Reduzierung der Rissbildung der Komponenten und schützen sie so vor Temperaturschwankungen.

Branchenforschungen und -messwerten zufolge können Silikonvergussmassen ihre isolierenden Eigenschaften bewahren und auch bei Temperaturen zwischen -50 °C und 200 °C weiter funktionieren. Darüber hinaus schützen Silikonvergussmassen auch hitzeempfindliche elektronische Schaltkreise vor Hitzeabbau und zeigen so ihre beeindruckende thermische Belastbarkeit. Darüber hinaus weisen Silikonbeschichtungen eine beeindruckende Durchschlagsfestigkeit auf, die normalerweise über 20 kV/mm liegt, was die Isolierung auch in Hochspannungsszenarien erleichtert.

Silikonvergussmassen werden häufig bei der Herstellung von LED-Baugruppen, Leistungsmodulen und Leiterplatten (PCBs) verwendet. Da Silikonvergussmassen Hohlräume füllen und sich in eine Vielzahl komplexer Geometrien verformen können, gewährleisten sie umfassenden Schutz, selbst bei komplizierten Designs. Die Verwendung von Silikonbeschichtungen in PCB-Geräten bietet viele Vorteile, einer davon ist die geringere Wahrscheinlichkeit von durch Kondensation verursachten Kurzschlüssen, die die Zuverlässigkeit von Industriesystemen und Unterhaltungselektronik verbessern.

Die natürliche UV-Beständigkeit von Silikon macht es für den Einsatz in Elektronik- und Kommunikationsgeräten für den Außenbereich geeignet, einschließlich Solarmodulen, da es empfindliche Komponenten vor ständiger Sonneneinstrahlung schützt. Die Kombination dieser Eigenschaften macht Silikon außerdem zu einem hervorragenden Isoliermaterial für Elektronik.

Wärmemanagementlösungen

Durch effektives Wärmemanagement kann moderne Elektronik vor Überhitzung geschützt werden, wodurch Leistung und Langlebigkeit des Geräts gewährleistet werden. Moderne Anwendungen sind anspruchsvoll und haben daher neue und moderne Lösungen in Bezug auf Materialien und Technologie hervorgebracht. Wärmeleitmaterialien auf Silikonbasis, Pads, Fette und Spaltfüller werden aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und guten Flexibilität sehr häufig verwendet. Diese Materialien helfen dabei, Wärme von den CPUs oder Leistungsmodulen zu ihren jeweiligen Kühlern zu übertragen.

Jüngste Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Wärmeleitmaterialien eine Leitfähigkeit von 10 W/m·K erreichen können, was die Wärmeableitung erheblich verbessert. Ein praktisches Beispiel hierfür sind Silikon-Wärmeleitpads, die im Betrieb extremen Temperaturen von -60 bis 200 Grad standhalten und dabei eine zuverlässige Leistung gewährleisten. Aufgrund dieser extremen Temperaturen eignen sich Silikonkomponenten ideal für Anwendungsfälle, beispielsweise in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Hochleistungscomputerindustrie.

Gleichzeitig verwenden auch die Elektronikunternehmen der nächsten Generation PCMs und Hybrid-TIMS. Fast alle elektronischen Geräte sind Hitzespitzen ausgesetzt, die sie tendenziell weniger effizient machen, aber die Verwendung der latenten Wärme von PCMS während des Phasenübergangs erleichtert die Temperaturkontrolle. Darüber hinaus ermöglicht die Anwendung von Hybrid-Silikonmaterialien mit integrierter leitfähiger Keramik ein besseres Gleichgewicht zwischen mechanischer Festigkeit, Belastbarkeit und Flexibilität. Eine derart niedrige Hitze verringert die Auswirkungen von Überhitzung und thermischer Belastung und verhindert sogar den normalen Gerätebetrieb unter rauen Bedingungen. Diese Faktoren sowie die Entwicklung fortschrittlicher Materialien und präziserer Konstruktion tragen zum Wachstum des Wärmemanagements in der Elektronikfertigung bei.

Silikon in flexibler und tragbarer Elektronik

Der technologische Fortschritt bei tragbarer und flexibler Elektronik hat dazu geführt, dass sich Silikon aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wie hervorragender mechanischer Flexibilität, Biokompatibilität und thermischer Stabilität zu einem unverzichtbaren Material entwickelt hat. Seine Fähigkeit, sich an unebene Oberflächen anzupassen und wiederholte radikale Veränderungen ohne Verschleiß zu überstehen, macht es zu einem perfekten Material für Sensoren, leitfähige und Verkapselungsmaterialien.

Nehmen wir beispielsweise Silikonelastomere, die in flexiblen elektronischen Schaltkreisen eingesetzt werden. Untersuchungen zufolge können sie sich um mehr als 200 % dehnen und trotzdem normal funktionieren. Dies ist vor allem für Wearables wie Smart-Kleidung, Fitness-Tracker oder medizinische Geräte von Vorteil, bei denen Komfort und Haltbarkeit im Vordergrund stehen. Die niedrige Wärmeleitfähigkeit von Silikon kann auch durch wärmeleitende Füllstoffe angepasst werden, die das Problem der Wärmeableitung lösen, das für leistungsstarke Geräte erforderlich ist.

Darüber hinaus ermöglicht die ausgezeichnete Biokompatibilität von Silikon seinen Einsatz in Geräten, die mit der Haut in Kontakt kommen. Kürzlich prognostizierten zukünftige Marktberichte, dass der globale Sektor der tragbaren Technologie von 14.6 bis 2021 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 2028 % erreichen wird. Dabei sind Silikone die wichtigsten Wegbereiter, um den Anforderungen gerecht zu werden, die Haltbarkeit, Biegsamkeit und Integration mit Spitzentechnologien wie Biosensoren und Live-Gesundheitsüberwachungssystemen erfordern. Dieses Wachstum beweist einmal mehr die aktive Rolle, die Silikon bei der Förderung des Fortschritts im Bereich der tragbaren Elektronik spielt.

Durch Verbesserungen bei Fertigungstechniken wie 3D-Technologien und Mikroformverfahren hat Silikon die Messlatte für Materialien, die für den Einsatz in flexiblen und tragbaren Anwendungen entwickelt wurden, noch einmal höher gelegt. Diese Fortschritte ermöglichen die Herstellung kompakterer und energieeffizienterer Geräte und geselliger Gadgets für eine Vielzahl von Benutzern.

Was ist der Unterschied zwischen Silikon und Silikon?

Chemische Zusammensetzung und Struktur

Silizium ist im Gegensatz zu Silikon, wie der Unterschied in der Definition nahelegt, eine elementare Chemikalie mit einer Atommasse von 14, was bedeutet, dass es als Halbmetall klassifiziert wird. Es kommt typischerweise in kristalliner Form oder als Teil eines Minerals wie Siliziumdioxid oder Silikaten vor, die in der Erdkruste weit verbreitet sind. In der Elektronik wird es aufgrund seiner halbleitenden Eigenschaften aufgrund seines tetraedrischen Gitters aus Siliziumatomen bevorzugt.

Silikon hingegen ist ein synthetisches Polymer, das aus Siloxanketten besteht, die aus der Kombination von Sauerstoff, Wasserstoff, Silizium und Kohlenstoff gebildet werden. Die grundlegende Wiederholungseinheit von Silikon enthält Silizium-Sauerstoff-Bindungen entlang der Siloxankette; dies trägt zur Flexibilität und Wärmebeständigkeit von Silikon bei. Die Verknüpfung organischer Seitengruppen (normalerweise Methyl oder andere Alkylgruppen) mit den Siliziumatomen kann unterschiedliche mechanische und chemische Eigenschaften erzeugen. Daher kann Silikon speziell für den Einsatz in medizinischen Geräten und tragbarer Elektronik entwickelt werden.

Darüber hinaus eignet sich Silikon gut für Hochleistungsanwendungen wie tragbare Technologien, da es mit der menschlichen Haut verträglich ist und extreme Temperaturen verträgt. Diese Verträglichkeit und der größere Betriebstemperaturbereich von Silikon machen es gut geeignet für Umgebungen, die eine hohe Haltbarkeit erfordern. Silikone sollten jedoch nicht in Verbindung mit Silikonen verwendet werden, da ihre weichen und flexiblen Eigenschaften in Umgebungen, die feste, harte Strukturen erfordern, nicht anwendbar sind.

Der aktuelle Status der Silikonchemie wurde in jüngster Zeit im molekularen Design deutlich verbessert, was die Viskosität direkt verbessert und die Reißfestigkeit und die Haftfähigkeit verringert hat. Wenn wir darüber nachdenken, warum Silikon in der Industrie und im Gesundheitswesen so beliebt ist, liegt ein Teil der Antwort in seiner Temperaturbeständigkeit, die Temperaturen zwischen -75 °F und 500 °F standhält. Allmählich beginnt man zu erkennen, dass Silikon und Silikon drastisch unterschiedliche Merkmale und von technischen Anwendungen dominierte Eigenschaften aufweisen.

Physikalische Eigenschaften und Anwendungen

Aufgrund seiner außerordentlich stoischen physikalischen Eigenschaften ist Silikon ein integraler Bestandteil in einem extrem breiten Anwendungsbereich. Zunächst einmal ist einer der Schlüsselfaktoren, dass Silikon in zwei Formen erhältlich ist, entweder als Öl oder als Harz, wodurch es eine beeindruckende Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Temperaturen behält, sowohl bei noch niedrigeren als auch bei noch höheren. Beispielsweise ist Silikonkautschuk in einem Temperaturbereich zwischen -60 Grad Celsius und 260 Grad Celsius einsetzbar, sodass es sowohl in Automotorteilen als auch in Dichtungen für die Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden kann – beides sehr extreme Bedingungen.

Darüber hinaus ist Silikon auch sehr witterungs-, UV- und ozonbeständig. Es hat außerdem den klaren Vorteil, dass es sonnenlichtbeständig ist und dennoch seine Haltbarkeit und Elastizität behält – Eigenschaften, die vielen organischen Polymeren fehlen. Aufgrund seiner vielfältigen Eigenschaften ist es daher für Bauanwendungen wie wetterfeste Membranen und sogar Dichtungssysteme wie Dichtungsmassen für Solarmodule äußerst nützlich.

Obwohl Silikon hochgradig zusammengesetzt ist, ist es nicht reaktiv und daher absolut sicher für den Einsatz bei Operationen. Es ist nicht nur für implantierbare medizinische Geräte zuverlässig, sondern auch für Prothesen und Schläuche von Medikamentenverabreichungssystemen, da es keine giftigen Substanzen austritt. Es ist nicht nur vielseitig und zuverlässig einsetzbar, sondern wird aufgrund seiner wasserdichten Oberfläche sogar in der Elektronik, im Schiffsbau und im Bauwesen für wasserdichte Dichtungen verwendet.

Silikon hat bemerkenswerte elektrische Isoliereigenschaften und ist daher ein sehr wichtiger Bestandteil in der Elektronikindustrie. Seine Durchschlagsfestigkeit liegt je nach Zusammensetzung zwischen 400 und 900 Volt pro Milliliter. Diese Eigenschaft macht Silikon zu einem wichtigen Bestandteil für viele Anwendungen, darunter Kabelisolierung, Vergussmassen und Verbindungsgeräte.

Das jüngste Wachstum bei Silikonformulierungen hat auch zur Erfindung anderer Hochleistungsmaterialien wie Silikonkautschuk (LSR) mit niedriger Viskosität und verbesserten mechanischen Eigenschaften wie Bruchdehnung und Zugfestigkeit geführt. Diese neuen Technologien erweitern das Anwendungsspektrum erheblich auf fortschrittliche Bereiche wie die Robotik, die flexible und langlebige Komponenten erfordert, und fortschrittliche tragbare Technologie, die sichere, hautverträgliche Materialien erfordert.

Diese kombinierten Eigenschaften haben dazu beigetragen, dass sich Silikon in zahlreichen Branchen als äußerst flexibles und zuverlässiges Material etabliert hat und den Weg für Innovationen im Gesundheitswesen, der Automobilindustrie, der Elektronik und dem Bauwesen ebnet.

Häufige Missverständnisse geklärt

Es gibt ein weit verbreitetes Missverständnis über Silikon, nämlich dass es dem Element Silizium ähnlich ist; in den meisten Fällen wird dieses Element als Hauptbestandteil von Sand verwendet. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Silikon nicht mit Silizium verwandt ist, da Silikon ein künstlich hergestelltes Polymer ist, das aus einer Kombination von Silizium, Sauerstoff und Wasserstoff hergestellt wird. Diese Unterscheidung ist entscheidend, da Silikon- und Siliziummoleküle sehr unterschiedlich sind. Silikon wird hauptsächlich für medizinische Geräte, industrielle Anwendungen und Konsumgüter verwendet, während Silizium in der Mikroelektronik verwendet wird.

Zu den weit verbreiteten Missverständnissen über Silikon gehört die Vorstellung, dass alle Silikonmaterialien ausnahmslos vollständig umweltfreundlich sind. Solche Kunststoffersatzstoffe sind auch relativ umweltfreundlicher. Aufgrund der Beschaffenheit des Materials, aus dem sie hergestellt werden, können sie jedoch nicht biologisch abbaubar sein. Es gibt Fortschritte bei der Herstellung recycelbarer Silikonverbindungen, um die Umweltzerstörung zu verringern.

Darüber hinaus bestehen Bedenken hinsichtlich der Sicherheit von Silikon bei medizinischen Eingriffen. Das in medizinischen Hilfsmitteln wie Implantaten, Beschichtungen von Prothesen oder anderen Anwendungen verwendete Silikon wird gründlich auf seine Verwendung im Kontakt mit dem Körper geprüft und muss den Vorschriften entsprechen. Medizinisches Silikon ist nachweislich sicher für den Körper, da es ungiftig und wenig reaktiv ist und antimikrobielle Wachstumseigenschaften besitzt, sodass es über längere Zeiträume auf der Oberfläche von Geweben oder sogar der Haut verwendet werden kann.

Schließlich gibt es den Mythos, dass Silikon nicht in Umgebungen mit hohen Temperaturen verwendet werden kann. Je nach Zusammensetzung können Silikone mit maximaler Leistung in einem Temperaturbereich von -60 °C bis über 200 °C eingesetzt werden. Nehmen wir zum Beispiel hitzebeständiges Silikon: Es wird häufig in vielen Automobil- und Luftfahrtanwendungen eingesetzt, bei denen die Rohrleitungen oder Komponenten extremen Temperaturen ausgesetzt sind.

Dieser Irrtum sowie die wissenschaftlich belegten Eigenschaften von Silikon tragen dazu bei, die Stellung von Silikon als Mehrzweckmaterial zu verdeutlichen – vielseitig, stark und sicher.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Warum gelten Silikonmaterialien als überlegen?

A: Silikonmaterialien sind hitzebeständig, können bestimmten Belastungen standhalten und sind flexibel. Sie halten hohen Temperaturen stand und können daher für verschiedene Zwecke verwendet werden. Außerdem ist Silikon chemisch inert, wird nicht nass und ist ein schlechter Stromleiter. Solche Eigenschaften machen Silikon zu einem nützlichen Material, das in verschiedenen Branchen verwendet wird, beispielsweise im Bauwesen und in der Lebensmittelproduktion.

F: Welche Rolle spielt Silikon beim Formenbau?

A: Silikon gilt aufgrund seiner detailgenauen Eigenschaften und Flexibilität als ideal für den Formenbau, Guss, Prototypenbau oder Lebensmittel. Silikonformen sind besonders nützlich für Teile mit komplizierten Formen und für Teile, die wahrscheinlich in großen Mengen hergestellt oder mehrfach verwendet werden. Das ist eine gute Nachricht für komplizierte Formen, da sie mehrmals ohne Beschädigung gegossen werden können.

F: Wo können Silikondichtstoffe außer im Bauwesen noch verwendet werden?

A: Silikondichtmittel hilft beim Abdichten von Fugen und Verbindungen und wird hauptsächlich in verschiedenen Bau- und Fertigungsbetrieben verwendet. Darüber hinaus ist es ideal für den Einsatz in Toiletten, Küchen und rund um Fenster, um das Risiko von Wasserlecks zu verringern. Silikondichtmittel kann auch in Autoteilen und Elektronik und sogar in der Weltraumtechnologie verwendet werden. Da Silikon an vielen Oberflächen haftet und sie vor Nässe schützt, ist es ein sehr gutes Dichtungsmittel.

F: Wie härtet Silikon aus?

A: Silikon härtet durch einen Vulkanisationsprozess aus, bei dem sich die Polymerketten vernetzen und es zu einem Feststoff machen. Die Aushärtung kann grob in zwei Arten unterteilt werden: Vulkanisation bei Raumtemperatur (RTV) und Wärmehärtung. RTV-Silikone härten in Gegenwart von Luftfeuchtigkeit aus und geben normalerweise Essigsäure als Nebenprodukt ab. Wärmehärtende Silikone hingegen erfordern eine erhöhte Temperatur, um mit der Aushärtung zu beginnen. Das Endergebnis eines wärmegehärteten Silikons ist robuster.

F: Aufgrund welcher Faktoren hält Silikon hohen Temperaturen stand?

A: Auch hier kann man sagen, dass die außergewöhnliche Temperaturtoleranz von Silikon mit der chemischen Struktur des Polymers zusammenhängt. Innerhalb des Polymerrückgrats gibt es Silizium-Sauerstoff-Bindungen, die relativ stabil sind und daher viel Energie zum Aufbrechen benötigen. Da Silikon so hohe Bruchpunkte hat, kann es seine Eigenschaften über einen ziemlich großen Bereich hoher und niedriger Temperaturen beibehalten, der je nach Zusammensetzung normalerweise zwischen -50 und 200 Grad und darüber hinaus reicht.

F: Wie erfolgt die Klassifizierung von Silikonmaterialien und wie sind sie aufgebaut?

A: Medizinisches Silikon ist ein Silikonrohstoff, der sowohl die chemischen als auch die physikalischen Anforderungen strenger Vorschriften erfüllt. Außerdem ist es biokompatibel und somit für den menschlichen Körper unschädlich. Es gibt viele verschiedene medizinische Anwendungen, bei denen Silikonpolymere zum Einsatz kommen, da die Nachfrage nach Silikonimplantaten, Silikonprothesen, Silikonkathetern, Silikonschläuchen und anderen Silikonmaterialien hoch ist. Ihre nicht reaktiven und leicht sterilisierbaren Eigenschaften bieten eine perfekte Kombination für Anwendungen im Gesundheitswesen.

F: Welche Methoden gibt es zur Herstellung von Silikonteilen?

A: Silikonkomponenten werden mit verschiedenen Methoden hergestellt, am häufigsten wird das Spritzgussverfahren eingesetzt. Bei dieser Methode wird das Silikonteil hergestellt, indem flüssiger Silikonkautschuk in einen Hohlraum gespritzt wird, wo er dann aushärtet. Andere Herstellungsverfahren sind Formpressen, Extrusion und 3D-Druck. Das verwendete Produktionsverfahren wird anhand der Komplexität der Komponente, der erforderlichen Spezifikationen und des benötigten Volumens bestimmt.

F: Beschreiben Sie bestimmte technische Bereiche, in denen Silikon als innovativer Werkstoff gilt.

A: Silikon wurde entwickelt, um die spezifischen Anforderungen verschiedener Branchen zu erfüllen, was zu erstaunlichen Fortschritten in vielen Bereichen geführt hat. Einige bemerkenswerte technische Fortschritte sind die Wärmedämmung aus Silikonschaum, Silikonfett für den Einsatz unter extremen Bedingungen und Silikonöl zur Dämpfung von Vibrationen in empfindlichen Geräten. Darüber hinaus kann es für flexible Elektronik, Softrobotik und modernste Luft- und Raumfahrttechnologien verwendet werden. Aufgrund seiner bemerkenswerten Vielseitigkeit und vielfältigen Eigenschaften ist es ein entscheidendes Material zur Lösung anspruchsvoller technischer Probleme.

Referenzquellen

Vitrimerische Silikonelastomere, ermöglicht durch säurebasierte Vernetzungen von Dynamic Meldrum (Ishibashi & Kalow, 2018, S. 482-486) 

Hauptergebnisse

• Direkt austauschbare Elastomere entstehen durch die Additions-Eliminierungs-Reaktion von Thiolen mit Meldrumsäure, gefolgt von einer Kreuzung, die eine Modifikation durch Kompression ermöglicht. Die Elastomere weisen auch nach 10 Umformungszyklen weiterhin unveränderte Werte der folgenden Parameter auf: Elastizitätsmodul, Tg und Gummiplateau E'.
• Nach Abschluss von 10 Zyklen blieb die Aktivierungsenergie der Spannungsrelaxation unverändert; dies ist der 23. Zyklus.

Methodik

• In dieser Studie wurden Faktoren wie der Status des vernetzten Polymers und die Temperatur, die die Form der Silikon-Elastomere bestimmen, durch die Entwicklung eines neuen dynamischen Vernetzers berücksichtigt, der sich mit den sauren Silikon-Elastomeren von Meldrum verbindet.
• Sie sammelten Daten mit Schwerpunkt auf den mechanischen Eigenschaften dieser Silikonelastomere, die Zyklen ausgesetzt wurden.

2. Auswirkungen hoher Feuchtigkeit auf beschleunigten mechanischen Abbau in Phosphor/Silikon-Verbundwerkstoffen für weiße Leuchtdioden. (Fan et al., 2019)

Wichtige Variablen:

• Hohe Aushärtungsraten für phosphorummantelte Silikonverbundstoffe können durch hohe Aushärtungstemperaturen und hohe Massenverhältnisse des Phosphor/Silikonverbundstoffs erreicht werden.
• Die Vernetzung von Silikon-Oligomeren bestimmt die Aushärtungschemie von Phosphor-/Silikon-Verbundstoffen.
• Dieser Verbundwerkstofftyp weist nach einer Alterung von 14 Tagen unter Bedingungen hoher Feuchtigkeit erhöhte Elastizitätsmodulwerte auf. Dies ist ein Ergebnis der Silikonoxidation, der Vernetzung und der Hydrolyseprozesse des Phosphorpulvers.

Ansatz:

• In dieser Studie wurden vorgefertigte Phosphor-Silikon-Verbundstoffe verwendet, während die Differenzial-Scanning-Kalorimetrie und die Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie zur Viskositätsdiagnostik während der Aushärtung des Polymers eingesetzt wurden.
• Zur Bewertung der mechanischen Eigenschaften der Phosphor/Silikon-Verbundstoffe nach einem Alterungstest bei hoher Feuchtigkeit wurden Zugversuche, Finite-Elemente-Modellierung und die Methode von Mori Tanaka eingesetzt.

3. Granulombildung durch Silikoninjektion bei der Augmentation von Weichgewebe im Gesicht: Mechanismen und Literaturübersicht (Wang et al. 2018 S. E46 – E51) 

Die wichtigsten Ergebnisse: 

• Nach der Injektion von Silikon zu kosmetischen Zwecken im Gesicht können sich Silikongranulome bilden. Bei längerer Einwirkung bergen sie Gefahren, die üblicherweise ignoriert werden.

Methodik: 

• Die Autoren führten eine Literaturrecherche durch, in der zwischen September 2007 und September 2017 Fälle von Silikongranulomen veröffentlicht wurden, und stellten verschiedene Szenarien bereit, in denen die Bildung von Silikongranulomen dokumentiert wurde.
• Darüber hinaus untersuchten sie die immunologischen Grundlagen der Granulombildung und anderer Komplikationen bei Silikoninjektionen.