Siliconkautschuk - elastisch, flammfest, ölbeständig

Zunächst seien die typischen Strukturausschnitte von verschiedenen Siliconkautschuktypen dargestellt, wie sie im Kapitel "Herstellung" ausführlich beschrieben werden.

Im folgenden wird nun auf einige Eigenschaften von Siliconkautschuk näher eingegangen.

 Elastisches Verhalten

An Hand eines Spannungs-Dehnungs-Diagramms lassen sich die elastischen Eigenschaften eines Materials am besten beurteilen. Dabei ist der E-Modul eine wichtige Größe zur Beschreibung des elastischen Verhaltens. Er ergibt sich aus der Spannungs-Dehnungskurve als Widerstand bei der Dehnungsverformung (N/mm²) bezogen auf einen bestimmten Dehnungswert (in %).

Ein typisches Spannungs-Dehnungs-Diagramm sieht wie folgt aus:

Siliconkautschuk besitzt die besondere Eigenschaft, dass sich sein elastisches Verhalten im Gegensatz zu anderen Elastomeren nur relativ gering in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.

 Druckverformungsrest von Siliconkautschuk nach 24 Stunden Kompression bei verschiedenen Temperaturen:

 Inwiefern sich die Vernetzungsdichte des Siliconkautschuks auf die verschiedenen elastischen Eigenschaften auswirkt zeigt die folgende Abbildung:

Bei allen aufgeführten Eigenschaften besitzt die geringe Abhängigkeit des Druckverformungsrestes von der Temperatur die wichtigste Bedeutung.

 Flammfestigkeit

Silicongummi zeichnet sich durch eine ausgesprochene Schwerbrennbarkeit aus. Der Flammpunkt liegt bei 750 °C und die Zündtemperatur bei 450 °C. Die LOI-Werte liegen weit unter dem kritischen Wert von 21 %, der der ungefähren Sauerstoffkonzentration der Luft entspricht (LOI ist die Kurzbezeichnung für Limiting Oxygen Index, dem sog. Sauerstoff-Index, der die Brennbarkeit von Kunststoffen in unterschiedlich zusammengesetzten Sauerstoff-Stickstoff-Gemischen angibt).

Im Brandfalle entstehen nur geringe Rauchmengen, ohne dass dabei toxische Gase wie HCl oder Schwefelverbindungen freigesetzt werden.

Bei der Verbrennung entstehen im wesentlichen Kohlendioxid und Wasser, wobei Siliciumdioxid als Asche zurückbleibt. Da Siliciumdioxid ein hervorragendes Dielektrikum darstellt, findet Silicongummi besonders in kritischen Sektoren als Ummantelung von Kabeln seine Anwendung (siliconisierte Kabel im Schiffsbau, Flugzeugbau, öffentlichen Gebäuden).

 Um die äußerst positiven Eigenschaften von Silicongummi im Brandfalle nochmals besonders herauszustellen, sei im folgenden das Brandverhalten einiger Elastomere aufgeführt:

Um besonders hohe Flammfestigkeiten bei Silicongummi zu erreichen, mengt man diesem Zusätze wie Al(OH)₃-Hydrat oder Spuren von Platinverbindungen und TiO₂ zu (selbstverlöschende Qualitäten).

 Chemikalien- und Ölbeständigkeit

Allgemein besitzt Silicongummi eine gute Resistenz gegenüber Chemikalien. In Kontakt mit verdünnten Säuren und Laugen kann es durchaus eingesetzt werden. Erst im Falle von Temperatur- oder Konzentrationserhöhungen muß mit einer Abnahme der Beständigkeit gerechnet werden.

Im Gegensatz zu organischen Elastomeren ist auch die Ölbeständigkeit von Silicongummi recht gut. Die folgende Abbildung gibt Aufschluss darüber, wie sich das Volumen von Silicongummi ändert, wenn es 14 Tage in heißem Öl bei 150 °C gelagert wurde oder anderen Chemikalien ausgesetzt wurde:

Chemikalien	Volumenänderung in %
Lösemittel und Treibstoffe (nach 7 Tagen bei RT)
Aceton	15 - 25
Tetrachlorkohlenstoff	über 150
Ethylalkohol	0 - 10
Isooctan	über 150
Xylol	über 150
Öle (nach 14 Tagen bei 150 °C)
ASTM-Öl 1	5
ASTM-Öl 2	8
ASTM-Öl 3	40
SAE-Öl 20 W 20	25
Siliconöl, Viskosität 100 mPa s	30

Durch zersetzte, aggressive Bestandteile des Öls wird Silicongummi besonders stark beansprucht. Apolare Lösungsmittel verursachen dagegen eine starke Quellung. Allerdings werden nach Verdampfen des Lösemittels die ursprünglichen Eigenschaften wiedererlangt. Durch den Einfluss von Siliconölen erfährt Silicongummi ebenfalls eine reversible Quellung, wobei Phenylsiliconöle eine wesentlich geringere Quellwirkung zeigen.

Dagegen weisen Siliconkautschuke mit Trifluorpropylgruppen eine besonders hohe Ölbeständigkeit auf.