21 Missverständnisse über Flüssigsilikonkautschuk

Die Silikonfamilie umfasst eine Vielzahl von Verbindungen und ist wahrscheinlich die weltweit am häufigsten verwendete Materialgruppe. Flüssigsilikonkautschuk findet Anwendung in Konsumgütern wie der Elektro- und Elektronikindustrie, in der Astronomie und Biotechnologie sowie in der Automobil-, Luftfahrt-, Getränke-, Bau-, Farben-, Sanitär-, Textil- und Spielzeugindustrie.

Über Silikonmaterialien, einschließlich Flüssigsilikonkautschuk, ranken sich Mythen und Missverständnisse. Diese halten manche Anwender davon ab, diese Materialien mit vollem Vertrauen zu verwenden. Nachfolgend finden Sie die gängigsten Mythen über Silikonmaterialien, insbesondere Flüssigsilikonkautschuk, sowie einfache Erklärungen, warum die einzelnen Materialien ungenau sind.

Was ist Flüssigsilikonkautschuk?

LSR ist die Abkürzung für Liquid Silicone Rubber, was flüssiger Silikonkautschuk (Vergusskleber) bedeutet. Tatsächlich können alle Silikonprodukte, die vor dem Aushärten flüssig und nach dem Aushärten elastomer sind, als LSR (Flüssigsilikonkautschuk) bezeichnet werden. LSR wird jedoch üblicherweise im engeren Sinne als Flüssigsilikonkautschuk bezeichnet.

GE definiert es wie folgt: LSR bezeichnet einen Zweikomponenten-Additions-Silikonkautschuk, der durch Spritzguss im Gewichts- bzw. Volumenverhältnis 1:1 Elastomere erzeugt. In der Produktklassifizierung von SHINETSU entspricht dies LIM (Liquid Injection Molding). Es handelt sich um Silikonkautschuk, der speziell für den Spritzguss verwendet wird und häufig zur Herstellung großer Standardteile eingesetzt wird.

Die Produktklassifizierung von DOWCORNING umfasst neben Spritzgussprodukten auch farblose und transparente Zweikomponenten-Additionssilikonkautschuke im Verhältnis 1:1, wie beispielsweise Schutzbeschichtungen. Laut DOWCORNING bezeichnet LSR einen farblosen, transparenten oder durchscheinenden Zweikomponenten-Additionssilikonkautschuk mit hoher Viskosität (in der Regel über 10 Pa·s) im Gewichts- oder Volumenverhältnis 1:1. Er kann zur Herstellung transparenter und durchscheinender Silikonkautschukprodukte sowie zur Verwendung mit Pigmenten, Primern usw. verwendet werden.

Missverständnis 1: Silikon ist ein chemisches Element oder eine chemische Zutat

Silikonprodukte, die einem als erstes in den Sinn kommen, sind meist Brustimplantate, Gleitmittel oder ein Bestandteil bestimmter Kosmetika. Silikon kann sogar mit Silikon verwechselt werden. Tatsächlich handelt es sich bei Silikonen um eine Familie von Chemikalien, die in verschiedenen Zuständen (flüssig, gelförmig, fest) vorkommen. Insbesondere Silikonkautschuke, lange Moleküle aus Silizium (Si) und Sauerstoff (O), können je nach Anordnung unterschiedliche Eigenschaften aufweisen und in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt werden.

Irrtum 2: Silikonkautschuk ist ein synthetisches Material

Silikonkautschuk, einschließlich Flüssigsilikonkautschuk, ist synthetisch, da seine Synthese vom Menschen durchgeführt wird. Die Rohstoffe sind jedoch völlig natürlich: Sand oder „Siliziumdioxid“ wird aus Silizium und Sauerstoff gebildet. Tatsächlich verwenden Menschen natürliche Siliziummaterialien seit vielen Jahren in Pfeilspitzen und Schalen. Obwohl Silizium, Siliziumdioxid und Silikon unterschiedlich sind, ist die Verwechslung verständlich. Zur Klarstellung: Silizium ist ein chemisches Element; Siliziumdioxid ist eine Art Siliziumdioxid (Sand), das zur Herstellung der Silikon-Materialfamilie verwendet wird.

Irrtum 3: Silikonkautschuk lässt sich nur bei hohen Temperaturen verarbeiten und auftragen

Es gibt verschiedene Arten von Silikonen, wie z. B. bei Raumtemperatur vulkanisierenden Silikonkautschuk (RTV), der bei Raumtemperatur verarbeitet und aufgetragen werden kann. Erfordert die Anwendung den Einsatz von Flüssigsilikonkautschuk (LSR), kann dieser so modifiziert werden, dass er bei niedrigen Temperaturen geformt und vulkanisiert werden kann. Dies wird hauptsächlich in elektrischen und elektronischen Anwendungen sowie bei der Herstellung von Silikonformen eingesetzt.

Irrtum 4: LSR-Materialien sind bei jeder Temperatur einsetzbar

Obwohl der Temperaturbereich breit ist, weisen verschiedene LSR-Typen unterschiedliche maximale Temperaturbeständigkeiten auf und die geeignete Sorte muss entsprechend der Einsatzumgebung ausgewählt werden.

Irrtum 5: Silikonkautschuk ist klebrig

Dieser Mythos bezieht sich auf die Haptik von Silikonkautschuk. Im Allgemeinen wird angenommen, dass Silikonkautschuk klebrig ist. Dies hängt jedoch von den Verarbeitungs- und Anwendungsanforderungen ab. Beispielsweise muss bei Kabelisolierungen oder medizinischen Anwendungen mit Flüssigsilikonkautschuk die Oberfläche des Teils möglichst glatt sein, ohne sich klebrig anzufühlen. Die Silikonkautschukformel kann durch Zugabe von Glimmer oder durch Änderung der Verarbeitungsbedingungen modifiziert werden.

Irrtum 6: Silikonkautschuk ist weich und elastisch

Die Shore-Härte ist eine Skala zur Messung der Härte von Silikon. Ein Gummiband hat beispielsweise eine Shore-Härte von 25, während Rollschuhe oder Schlittschuhe eine Shore-Härte von 100 aufweisen. Es wird allgemein angenommen, dass alle Silikone eine Härte von weniger als 40 Shore-Härte aufweisen und daher als Materialien mit geringen mechanischen Eigenschaften gelten. Dies ist jedoch nicht der Fall. Es gibt viele Möglichkeiten, die Härte von Silikonkautschuk zu erhöhen, beispielsweise durch die Schaffung zusätzlicher Vernetzungen oder die Zugabe von Füllstoffen. Beispielsweise beträgt die Shore-Härte von optischem Flüssigsilikonkautschuk 70, was nahezu unelastisch ist.

Irrtum 7: Je geringer die Härte des LSR-Materials, desto besser die Elastizität

Härte und Elastizität sind nicht einfach proportional und das Design muss die Anwendungsanforderungen berücksichtigen.

Irrtum 8: Silikonkautschuk erzeugt beim Verbrennen viel Rauch

Es wird angenommen, dass brennender Silikonkautschuk Rauch und Gas erzeugt, was für manche Anwendungen ungünstig ist. Tatsächlich ist Silikonkautschuk von Natur aus selbstverlöschend. Je nach Abstimmung des Silikonkautschuks kann die Zugabe von Flammschutzmitteln die Entstehung von Gas und Rauch vollständig verhindern und die Standardanforderungen erfüllen.

Irrtum 9: Silikonkautschuk verursacht Luftverschmutzung

Zu den umweltschädlichen Chemikalien zählen flüchtige organische Verbindungen (VOCs) wie Aceton, Alkohol, Methacrylat, Acetat usw. Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) wirken sich nachweislich auf die Ozonschicht aus. Organosiliciumverbindungen oder -gemische enthalten aufgrund ihrer anorganischen Beschaffenheit keine dieser umweltschädlichen Chemikalien.

Missverständnis 10: Silikonkautschuk braucht Tausende von Jahren, um sich zu zersetzen

Silikonkautschuk ist nach der Definition der biologischen Abbaubarkeit nicht biologisch abbaubar. Unter bestimmten Umweltbedingungen kann sich das Silizium-Sauerstoff-Rückgrat jedoch in Wasser, Kieselsäure und Kohlendioxid zersetzen. Sonnenlicht und Luftsauerstoff bilden niedermolekulare Silikonketten (Cyclopentasiloxan). Werden diese vergraben, wirken Bodenmineralien als Katalysatoren, beschleunigen den Kettenbruch und zersetzen Silikonkautschuk innerhalb weniger Tage.

Irrtum 11: LSR lässt sich wie Thermoplaste recyceln

Tatsächlich handelt es sich bei LSR um einen duroplastischen Kautschuk, der nach der Aushärtung nicht schmelzrecycelt werden kann und physikalische oder chemische Recyclingtechniken erfordert.

Irrtum 12: Silikon kann Allergien und Reizungen auslösen

Zu diesem Thema wurden zahlreiche Studien durchgeführt. Im Gegensatz zu anderen Gummiarten (z. B. Naturlatexkautschuk) verursacht Silikonkautschuk weder Hautreizungen noch allergische Reaktionen. Die inhärente biologische Inertheit von Silikonen (einschließlich Flüssigsilikonkautschuk) ist sogar ein Vorteil.

Irrtum 13: Silikonkautschuk ist im menschlichen Körper bioakkumulativ

Bioakkumulation bezeichnet die Ansammlung toxischer Substanzen im Gewebe lebender Organismen. Sie tritt auf, wenn die Aufnahme einer Substanz die Ausscheidungs- oder Stoffwechselrate übersteigt. Umfangreiche Tests haben gezeigt, dass Silikonkautschuk im Vergleich zu anderen Elastomeren eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit menschlichem Gewebe und Körperflüssigkeiten aufweist und nach der Implantation äußerst geringe Gewebereaktionen verursacht. Silikon ist geruchs- und geschmacksneutral, fördert kein Bakterienwachstum und verursacht keine Flecken oder Korrosion anderer Materialien. Die Zusammensetzung entspricht in der Regel den Biokompatibilitätsrichtlinien von FDA, ISO und Drittanbietern für Medizinprodukte.

Irrtum 14: LSR-Produkte sind absolut sicher und bergen kein Allergierisiko

Die meisten LSRs sind ungiftig, können aber dennoch bei einer sehr kleinen Anzahl empfindlicher Personen allergische Reaktionen hervorrufen.

Irrtum 15: Alle LSR-Materialien sind für lebensmittel- und medizintechnische Anwendungen geeignet

Die Leistung und Zertifizierung von LSRs mit unterschiedlichen Formulierungen variieren erheblich und müssen gemäß spezifischen Vorschriften (FDA, USP Klasse VI usw.) ausgewählt werden.

Irrtum 16: Silikonkautschuk kann Krankheiten verursachen

Da Silikonkautschuk häufig mit dem menschlichen Körper oder Lebensmitteln in Berührung kommt, besteht die Sorge, dass das Material Krankheiten verursachen kann. Die bei der Anwendung freigesetzten Moleküle sind zu groß, um in Gewebe einzudringen. Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) prüft Materialien, die mit Menschen in Kontakt kommen, sehr streng und hat sie für die Verwendung mit Verbrauchsgütern wie Lebensmitteln und Getränken zugelassen. Lebensmittelechtes Silikon kann auch in der Kosmetik- und Pharmaindustrie eingesetzt werden.

Missverständnis 17: LSR-Spritzguss ist einfach und erfordert nur wenige Prozessanpassungen

Der LSR-Formprozess ist komplex und erfordert eine strenge Kontrolle von Temperatur, Druck, Mischungsverhältnis und Vulkanisationszeit.

Irrtum 18: LSR-Produkte benötigen keine Nachbearbeitung

Einige LSR-Produkte erfordern eine Formtrennreinigung, eine sekundäre Vulkanisation oder eine Oberflächenbehandlung, um eine stabile Leistung zu gewährleisten.

Irrtum 19: LSR kann alle Gummimaterialien ersetzen

In bestimmten Umgebungen mit hohem Verschleiß oder extremer mechanischer Belastung sind andere Gummiarten möglicherweise besser geeignet.

Irrtum 20: LSR-Produkte sind zwangsläufig teuer und nicht für den Massenmarkt geeignet

Durch die Massenproduktion und Prozessoptimierung können Kosten effektiv gesenkt werden und sie eignen sich für ein breites Anwendungsspektrum.

Missverständnis 21: LSR hat unbegrenzte Farbe und Transparenz

Aufgrund der Materialeigenschaften sind Transparenz und Farbpalette eingeschränkt.

WWarum haben wir uns für LSR entschieden?

LSR Anwendungsgebiete

LSR-Produktionsprozess

Die Herstellung von Flüssigsilikonkautschuk umfasst hauptsächlich die Rohstoffaufbereitung, das Mischen, das Spritzgießen oder Extrudieren, die Nachbearbeitung und die Prüfung. Während des Mischprozesses müssen das Verhältnis von Basispolymer zu Vernetzer und die Katalysatormenge präzise kontrolliert werden, um die Stabilität der Produktleistung zu gewährleisten. Während des Formprozesses können durch präzises Formendesign und Temperaturkontrolle komplexe Formen und hochpräzise Produkte hergestellt werden. Die Nachbearbeitung umfasst Aushärten, Entgraten, Reinigen, Prüfen usw., um die endgültige Produktqualität sicherzustellen.

Mit dem kundenspezifischen Silikonformservice von ZSR Unlimited fertigt ZSR kundenspezifische Silikonprodukte für die unterschiedlichsten Anforderungen weltweit – von der Skizze bis zur endgültigen Lieferung. So wird sichergestellt, dass Qualitätsprodukte für verschiedene Branchenanwendungen von der Industrie über den Wohnbereich und den Handel bis hin zur Medizintechnik geeignet sind.

Das Team von ZSR arbeitet mit den Inhabern von Marken aus verschiedenen Branchen, Produktentwicklungsmanagern, Produktmanagern und Produktdesignern zusammen und bietet ihnen OEM/ODM-Lösungen an , die von der Entwicklung von LSR-geformten Silikonprodukten über die Prototypenerstellung bis hin zur Auftragsfertigung von Silikonprodukten , dem Druck und der Verpackung reichen, um den Erfolg ihrer Silikonprojekte zu gewährleisten.

Weitere FAQ zu LSR

F1: Was ist der Unterschied zwischen flüssigem Silikon und gewöhnlichem Silikon?

A1: Flüssigsilikon ist ein Zweikomponenten-Spritzgussmaterial, während gewöhnliches Silikon meist fest oder plattenförmig ist und sich das Formverfahren unterscheidet.

F2: Können LSR-Produkte bei hohen Temperaturen sterilisiert werden?

A2: Die meisten LSRs können einer Sterilisation bei hohen Temperaturen standhalten, die spezifische Temperaturgrenze muss jedoch anhand der Materialqualität bestätigt werden.

F3: Können LSR-Produkte gefärbt werden?

A3: Ja, es müssen spezielle Farbpasten verwendet werden und die Farbstabilität hängt von der Materialformel ab.

Sumarmig

Flüssigsilikonkautschuk bietet als Hochleistungselastomer vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Es gibt jedoch viele Missverständnisse über seine Leistungsfähigkeit und Anwendung. Ein fundiertes Verständnis und eine wissenschaftlich fundierte Auswahl sind der Schlüssel zur Sicherung der Produktqualität und zur Risikominimierung. Unternehmen, die Silikonprodukte anwenden und vertreiben, sollten ihre eigenen Bedürfnisse mit professioneller technischer Unterstützung durch Lieferanten kombinieren und Prozesse sinnvoll gestalten und kontrollieren, um den Wert von LSR-Materialien zu maximieren. Durch richtiges Verständnis und effektive Anwendung wird LSR mehr Branchen zu innovativen Durchbrüchen verhelfen.

Wenn Sie LSR-Materialauswahl und Prozessberatung für spezifische Branchenanwendungen benötigen, wenden Sie sich bitte an die Material- und Spritzgussexperten von ZSR. Wir empfehlen Ihnen geeignete Materialien basierend auf den Anwendungsszenarien und Anforderungen Ihres Silikonprojekts, um Ihr Silikonprojekt zum Erfolg zu führen.

Weiterführende Literatur