Silikone

Hohe Flexibilität auch bei widrigen Umgebungstemperaturen

Silikone bzw. Silikonkautschuke gehören zur Klasse der Elastomere, unterscheiden sich jedoch dadurch, dass die Hauptkette nicht aus Kohlenstoffverbindungen, sondern aus alternierenden Silizium- und Sauerstoffatomen aufgebaut ist. Die Siliziumatome tragen organische Substituenten, vorzugsweise Methylgruppen.

Silikone werden chemisch vernetzt und bilden somit eine Netzstruktur aus. Die anorganische Polymerkette aus Silizium und Sauerstoff hat eine größere Bindungsenergie, wodurch die Eigenschaften, gegenüber der rein organischen Elastomere, deutlich stärker ausgebildet sind.

Somit sind Einsatztemperaturen von dauerhaft 180 °C bzw. kurzzeitig von 200 °C möglich.

Typische Einsatzbereiche von Silikon sind:

Energiekabel (Hochvolt/ Steuerleitung/ Wind Power)
Bahnleitungen
Medizinkabel (HEW Silindo^®)
Militärleitungen (Marine/ Luftwaffe)
Heizleitungen
LV-216 Leitungen sowie
Nuklearleitungen (AKW)

			Thermische Eigenschaften			mechanische Eigenschaften			elektrische Eigenschaften			Brandeigenschaften
Kurzzeichen	Chemische Bezeichnung	VDE Bez.	Dauer-betriebs-temperatur 3000h [°C]	Dauer-betriebs-temperatur 20.000h [°C]	Schmelz-bereich [°C]	Zugfestigkeit [Mpa]	Dehnung [%]	Härte	Spez. Durchgangs-widerstand bei 20°C	Durchschlags-festigkeit	Dielektrizitäts-zahl bei 1MHz, 20°C	LOI	Flamm-widrigkeit	Halogenfrei
SIR	Silikon-Kautschuk	2G	200	-50 to 180	vernetzt	6-14	>250	50A - 85A	>10^15	30	3,0 - 4,0	25 - 30	sehr gut	ja

Fertigungskompetenzen Silikone

In Abhängigkeit der Molmasse lassen sich Silikonkautschuke in Flüssigsilikone (LSR) und Festsilikone (HTV) einteilen, wodurch sich unterschiedliche Verarbeitungs-Methoden ergeben.

Festsilikone (HTV)

Festsilikone sind Copolymere aus Dimethylsiloxanen (Hauptkette) und vereinzelten Vinylmethylsiloxanen (funktionelle Gruppe). Aufgrund ihrer geringen intermolekularen Wechselwirkung haben sie eine weiche, pastöse Konsistenz. Mit einer Viskosität von 10.000 bis 50.000 Pa·s lassen sich Festsilikone bei Raumtemperatur einfach verarbeiten.

Im ersten Schritt wird auf einer Walze oder in einem Kneter das Silikon mit dem Vernetzer und weiterer Additive (wie Stabilisatoren, Farbe, Füllstoffe, etc.) vermischt. Der so gewonnene Silikon-Compound wird anschließend mittels einem Extruder kalt auf den Leiter extrudiert und dann durch Wärmeeintrag vernetzt.

Die Menge an Vernetzer und der Anteil an funktionellen (vinyl-)Gruppen entscheidet über die Vernetzungsdichte und somit über die Endeigenschaften (wie Zugfestigkeit, Weiterreißfestigkeit, Dehnung, Härte etc.) des Silikon-Compounds.

Als Vernetzer werden meist Peroxide (inkl. halogenfreien Peroxiden) oder Platin-katalysierte Systeme verwendet. Mittels moderner Extruder bzw. Extrusionsköpfe lassen sich in Co-Extrusion mehrere Silikonschichten gleichzeitig auf den Leiter auftragen.

Flüssigsilikone (LSR)

Flüssigsilikone sind in der Regel 2-Komponenten-Systeme, bestehend aus dem Platin-Katalysator (Komponente A) und dem Si-H-Vernetzer (Komponente B), die ausschließlich über Addition vernetzt werden. Aufgrund kurzkettiger linearer Polysiloxane mit einer Viskosität von ca. 5-500 Pa·s sowie einem relativ geringen Füllstoffanteil (max. 30 %), besitzen Flüssigsilikone eine gießbare bis pastöse Konsistenz und werden hauptsächlich über Spritzguss verarbeitet.

Dank der geringen Viskosität lässt sich LSR bei Raumtemperatur auf das Kabel auftragen. Hierfür werden die Leitungen horizontal oder vertikal durch das LSR geführt und anschließend über Wärmeeintrag vernetzt. Im Gegensatz zum HTV muss das LSR zuvor nicht gewalzt oder compoundiert werden. Beide Komponenten kommen in unterschiedlich Gebinden an und werden direkt verarbeitet. Aufgrund der Additions-Vernetzung mittels Platin-Katalysator verläuft die Vernetzung rückstandslos und halogenfrei, was LSR sehr beliebt für Anwendungen in der Medizin macht.

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