• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Zur Hauptsidebar springen

Die Chemie Zeitschrift Österreichs

Das unabhängige Traditionsmagazin

  • Das Magazin
    • Über die Österreichische Chemie Zeitschrift
    • 120 Jahre
    • Abonnement
    • Mediadaten
    • Online-Archiv
  • Resorts
    • Forschung
    • Foto Freitag
    • Messe
    • Publikation
    • Personalia
    • Bildung
    • Termine
    • News-Archiv 2015
    • News-Archiv 2016
    • News-Archiv 2017
    • News-Archiv 2018
    • News-Archiv 2019
  • Studienführer Technische Chemie
  • Chemie-Lexikon
  • Links
    • L&B
    • labor
    • Kunststoff
  • Welkin Media Verlag
Aktuelle Seite: Startseite / News / Nachhaltiges Verfahren zur Siliconen-Vernetzung

Nachhaltiges Verfahren zur Siliconen-Vernetzung

3. Dezember 2020 von Birgit Fischer

Silicone haben sich im privaten und im professionellen Bereich bewährt. Damit aus dem flüssigen Vorprodukt das elastische und haltbare Polymer wird, benötigt man jedoch in vielen Fällen teure Edelmetalle als Katalysatoren. Einem Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) und des Münchner WACKER-Konzerns ist es nun gelungen, einen Vernetzungsprozess zu entwickeln, der ohne Edelmetalle auskommt.

Als Silicone bezeichnet man synthetische Polymere, die aus einem anorganischen und durch organische Reste modifizierten Silicium-Sauerstoff-Grundgerüst bestehen. Vor der Verwendung wird das Silicon durch chemische Vernetzung in einen gummielastischen Zustand überführt.

Von den industriell genutzten Verfahren hat vor allem die Additionsvernetzung große Bedeutung, da der Vernetzungsprozess keine Spaltprodukte freisetzt und die Herstellung von besonders hochwertigen Silicon-Elastomeren ermöglicht.

Matthias Nobis im Labor des WACKER-Instituts für Siliciumchemie in der Fakultät für Chemie auf dem Campus Garching. | Foto: Andreas Heddergott / TUM

Das Verfahren hat allerdings einen Nachteil: Die zur Vernetzung benötigten Katalysatoren enthalten Edelmetalle wie etwa Platin, was die Herstellung relativ teuer macht. Zudem verbleiben die Edelmetalle dauerhaft im Silicon.

Gespannte Ringe statt Edelmetall

Einen vielversprechenden Ansatz zur Lösung dieses Problems hat nun ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Bernhard Rieger, Inhaber des WACKER-Lehrstuhls für Makromolekulare Chemie, und Dr. Richard Weidner, zuständig für die Organosilicium-Forschung am Consortium für elektrochemische Industrie, der zentralen Forschungsstätte des WACKER-Konzerns, gefunden.

Matthias Nobis mit einer neu entwickelten Silicon-Formulierung. Siliran-Einheiten machen die teuren Edelmetall-Katalysatoren überflüssig, die bisher zur Vernetzung der Silicone gebraucht werden. | Foto: Andreas Heddergott / TUM

Den Wissenschaftlern gelang es erstmals, Siliconkautschuke ohne edelmetallhaltige Katalysatoren zu vulkanisieren. Statt der sonst üblichen Vernetzer verwendeten sie dazu Siliconbausteine, die Siliran-Einheiten enthalten.

Silirane sind gespannte und damit reaktive Dreiringe. Sie bestehen aus einem Silicium- und zwei Kohlenstoff-Atomen, die unter Ringöffnung direkt mit geeigneten funktionellen Gruppen ohne Freisetzung von Nebenprodukten reagieren oder durch thermische beziehungsweise photochemische Aktivierung sogenannte Silylene erzeugen können.

Diese hochreaktiven Verbindungen können wiederum mit allen funktionellen Gruppen und Synthesebausteinen reagieren, die bei der Herstellung von Siliconkautschuk üblicherweise eingesetzt werden. Je nach Art der Aktivierung und Wahl der Ausgangsverbindungen lassen sich somit Silicone mit siliranhaltigen Vernetzern auf unterschiedlichen Wegen vernetzen.

Hohe Reinheit

Im Labor konnten die Forscher des WACKER-Instituts nun mit ausgewählten Siliconformulierungen zeigen, dass eine Vernetzung des Siliconkautschuks auf diese Weise möglich ist. Die Endeigenschaften werden dabei allein durch die Wahl der Ausgangsprodukte und deren Mischungsverhältnis bestimmt.

„Die Vorteile des Verfahrens sind aber schon jetzt klar zu erkennen. Vor dem Hintergrund, dass der Bedarf nach Edelmetallen weltweit steigt, diese aber nur begrenzt zur Verfügung stehen, können alternative Konzepte wie die edelmetallfreie Vernetzung von Silicon mit Hilfe von Siliranen einen wichtigen Beitrag zur Schonung unserer Ressourcen leisten.

Professor Bernhard Rieger, Inhaber des WACKER-Lehrstuhls für Makromolekulare Chemie

Die auf diese Weise hergestellten Siliconelastomere zeichnen sich durch eine sehr hohe Reinheit aus. Sie enthalten weder flüchtige Substanzen noch Spuren von Edelmetallen.

„Das gilt vor allem für Elastomere, die mittels einer Ringöffnung vernetzt wurden. Solche Silicone sind insbesondere für medizinische Einsatzzwecke oder als Vergussmaterialien für die Elektroindustrie geeignet“, sagt Bernhard Rieger.

Nachhaltiger Prozess

Die vorliegende Arbeit ist auch deshalb wegweisend, weil sie erstmals zeigt, wie derartig hochreaktive Siliciumverbindungen für eine industrielle Anwendung prinzipiell nutzbar gemacht werden können. Bis zur Praxistauglichkeit und industriellen Nutzung müssen die Forscher jedoch noch einige Hürden nehmen.

Publikation

Fabian A. D. Herz, Matthias Nobis, Daniel Wendel, Philipp Pahl, Philipp J. Altmann, Jan Tillmann, Richard Weidner, Shigeyoshi Inoue and Bernhard Rieger.

Application of multifunctional silylenes and siliranes as universal crosslinkers for metal-free curing of silicones.

in
Green Chem., 2020, 22, 4489-4497 – DOI: 10.1039/D0GC00272K

Kategorie: News, Publikation Stichworte: Elastomere, TUM

Haupt-Sidebar

Die aktuelle Chemie

Newsletter

  • Unser Newsletter-Archiv

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Lebensmittel-&Biotechnologie und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • NIR 2023 – Internationale Konferenz für Nahinfrarotspektroskopie
    am 1. Juni 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Die NIR 2023 - Internationale Konferenz für Nahinfrarotspektroskopie - findet vom 20.- 24. August 2023 erstmals im Congress Innsbruck statt. Das Programm umfasst die Grundlagen der Spektroskopie, methodische und technologische Fortschritte sowie […]

  • ARC 2023 – Call for Abstracts
    am 1. Juni 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Bis zum 30.08.2023 können Beiträge für die Advanced Recycling Conference ARC (28. und 29.11.2023, Köln und online) eingereicht werden. Die Veranstaltung stellt die Vielfalt fortschrittlicher Recyclinglösungen vor und bringt Akteure entlang der […]

  • VERTEX für PP- und PET FDY-Garne
    am 31. Mai 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Mit der neuen Austrofil® VERTEX-Serie präsentiert SML ein völlig neues Anlagenkonzept, das auch für die Verarbeitung von PET geeignet ist. Die Hauptmerkmale von VERTEX sind höhere Anlagengeschwindigkeiten, eine gesteigerte Produktionskapazität […]

  • Busch Austria baut Vakuum-Kompetenzzentrum
    am 30. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Das Spezialunternehmen für Vakuumpumpen, Gebläse und Kompressoren Busch Austria baut in Korneuburg ein Vakuum-Kompetenzzentrum. Busch und die Pfeiffer Vacuum Austria GmbH werden dort künftig gemeinsam Vakuumlösungen für österreichische Kunden […]

  • Magnetotaktische Bakterien reinigen kontaminiertes Wasser
    am 26. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) ist es gelungen, uranhaltiges Wasser mittels magnetotaktischer Bakterien zu reinigen. Diese Bakterien binden Uran in der Zellwand und können aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften mittels Magneten […]

  • Semperit übernimmt RICO Group
    am 25. Mai 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Semperit übernimmt mit der Rico Group einen Anbieter von Silikonspritzguss-Werkzeugen und Produzenten von Liquid Silicone-Komponenten. Semperit setzt weiterhin auf den von Rico bereits eingeschlagenen Expansionskurs und führt daher den Bau der […]

  • AKMA-Servomotoren trotzen starker Washdown-Belastung
    am 24. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Der AKMA-Servomotor von Kollmorgen wurde speziell für Anwendungen mit mittelschwerer und schwerer Washdown-Belastung entwickelt. Er eignet sich für Präzisionsbewegungsanwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie der […]

  • ALPLAindustrial – Verpackungen für die Industrie
    am 23. Mai 2023 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Die ALPLA Group intensiviert mit der neuen Marke ALPLAindustrial sein Engagement bei großvolumigen Kunststoffverpackungen für die Industrie. Durch die Einführung einer eigenen Recycling-Linie mit bis zu 100 Prozent PCR bietet das Unternehmen […]

  • Pseudouridin durch biokatalytische Synthese
    am 22. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    Forschenden der TU Graz ist die Erzeugung des wichtigen mRNA Impfstoffbestandteil Pseudouridin mittels biokatalytischer Synthese gelungen. Die neue Methode erweist sich als effizienter, nachhaltiger und kostengünstiger als die bisher eingesetzte […]

  • AGRANA erweitert Produktionskapazitäten für technische Stärken
    am 19. Mai 2023 von Birgit Fischer (Lebensmittel- & Biotechnologie)

    AGRANA investiert 23 Millionen Euro in die Erweiterung der Produktionskapazitäten für technische Stärken am Produktionsstandort in Gmünd. Die Fertigstellung der neuen Anlage, mit der sich die Produktionskapazität von technischen Stärken um ein […]

Schlagwörter

ABB Aktuelle Nachrichten über BASF analytica Analytik Analytik Jena Automation Automatisierung Awards B&R Borealis BR CEM CO2 Danfoss Digitalisierung Endress+Hauser EndressHauser Evonik FCIO Festo Finance Forschung Foto Freitag FotoFreitag Hardware Industrie 4.0 Jubiläum Kreislaufwirtschaft Labor LANXESS Lenzing Messe Messe München MesseNews Nachhaltigkeit OMV Personalia Publikation Pumpen Recycling Shimadzu Software Studium TU Graz Webinar

Kategorien

Copyright © 2023 · WelkinMedia Fachverlag