Was ist Silikonkautschuk? Ein Leitfaden zu Arten, gängigen Anwendungen und kundenspezifischen Verarbeitungsmethoden.

Silikonkautschuk (elastomeres Silikon) ist den meisten Menschen längst kein unbekanntes Material mehr. Er findet sich in vielen Alltagsgegenständen wieder, beispielsweise in Küchenutensilien, Fernbedienungen, Armaturenbrettern in Autos und vielen anderen Anwendungen. Dennoch gibt es immer noch einige, die mit Silikonkautschuk nicht vertraut sind und ihn sogar mit herkömmlichem Gummi verwechseln. Da die beiden Materialien äußerlich ähnlich aussehen, wird fälschlicherweise angenommen, Silikonkautschuk habe dieselben Nachteile wie herkömmlicher Gummi, etwa eine geringe Hitzebeständigkeit und die Möglichkeit, bei hohen Temperaturen Schadstoffe freizusetzen. Dieses Missverständnis führt dazu, dass viele Menschen hervorragende Materialien verpassen, die tatsächlich hitzebeständig, stoßfest, umweltfreundlich und ungiftig sind. Im Folgenden stellen wir die gängigen Arten von Silikonkautschuk und herkömmlichem Gummi vor.

Unterschied zwischen Silikonkautschuk und normalem Kautschuk

Silikonkautschuk (Elastomer-Silikon)

Silikonkautschuk, auch bekannt als elastisches Silikon, zeichnet sich durch eine gute Beständigkeit gegenüber hohen und niedrigen Temperaturen aus, im Allgemeinen zwischen -40 °C und 220 °C. Da es ungiftig ist, eignet es sich für Anwendungen im biomedizinischen Bereich und in der Lebensmittelindustrie. Seine wasserabweisenden Eigenschaften prädestinieren es zudem für Dichtungsanwendungen. Ein weiterer wichtiger Vorteil von elastischem Silikon ist seine elektrische Isolierfähigkeit. Dadurch kann es Dichtungsfunktionen wie Unterlegscheiben oder Dichtungsringe sowie Dämpfungsfunktionen wie Stoßdämpfer oder Abstandshalter in elektronischen Bauteilen übernehmen und gleichzeitig die Produktstabilität gewährleisten. Da Silikonkautschuk nicht reiß- und verschleißfest ist, wird er nicht für Objekte eingesetzt, die starken Stößen ausgesetzt sind. Die gängigen Klassifizierungen von elastischem Silikon sind:

Hochtemperaturvulkanisierender Silikonkautschuk (HTV/HCR)

Hochtemperaturvulkanisiertes Silikonkautschuk (HTV) ist ein weit verbreiteter, massiver Silikonkautschuk. In Europa und den USA wird er auch häufig als hochkonsistenter Kautschuk (HCR) oder wärmehärtender Kautschuk bezeichnet. HTV zeichnet sich durch hohe Beständigkeit gegenüber Hitze und Kälte sowie Alterung aus. Es lässt sich durch Heißpressen, Extrusionsformen und andere Formgebungsverfahren zu vielfältigen Produkten verarbeiten. Seine Anwendungsgebiete reichen von industriellen Silikonkautschukdichtungen, Schläuchen, O-Ringen und Formteilen bis hin zu Alltagsknöpfen.
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Raumtemperaturvulkanisierender Silikonkautschuk (RTV)

Raumtemperaturvulkanisiertes Silikonkautschuk (RTV) ist eine Art Silikonkautschuk. RTV wird in verschiedene Typen unterteilt, beispielsweise in Dealkohol- und Deoxim-Typen, die zu den neutralen Silikonen gehören. Allen gemeinsam ist ihre gute Fließfähigkeit, wodurch sie auch in unregelmäßige Spalten eindringen können. Aufgrund ihrer nichtleitenden Eigenschaften werden sie häufig für Beschichtungen elektronischer Bauteile genutzt, um diese vor Luftverunreinigungen zu schützen und so die Lebensdauer elektronischer Geräte zu verlängern. Es ist jedoch zu beachten, dass verschiedene RTV-Typen gegenüber bestimmten Substanzen unterschiedlich korrosiv wirken und daher nur in Kombination mit geeigneten Materialien verwendet werden sollten.

Flüssigsilikonkautschuk (LSR)

Flüssigsilikonkautschuk (LSR) ist ein flüssiger, hochtransparenter Rohstoff und daher ideal für optische Geräte geeignet. Dank seiner hohen Fließfähigkeit füllt er die Form vollständig aus, weshalb die Herstellung hauptsächlich im Spritzgussverfahren erfolgt. Der gesamte Prozess ist luftdicht abgeschlossen, um die Reinheit des Produkts zu gewährleisten. LSR eignet sich für Lebensmittelutensilien und medizinische Geräte mit hohen Hygieneanforderungen und ermöglicht die Produktion komplexer und hochgradig individualisierter Produkte. Allerdings ist Flüssigsilikonkautschuk aufgrund der geringen Rohstoffmenge und der hohen Kosten der Spritzgussmaschinen auch der teuerste der drei Werkstoffe.
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Gummi

Es gibt Dutzende gängige Gummisorten. Nach Materialart lässt sich Gummi in zwei Kategorien unterteilen: Naturkautschuk und Synthesekautschuk. Um das Verständnis für die breite Öffentlichkeit zu erleichtern, wird jedoch meist nur der Begriff „Gummi“ als Oberbegriff für die verschiedenen Gummisorten verwendet. Tatsächlich weisen die verschiedenen Gummisorten unterschiedliche Eigenschaften wie Hitzebeständigkeit, Kältebeständigkeit, Abriebfestigkeit, Elastizität und Festigkeit auf, was zu sehr unterschiedlichen Anwendungsgebieten führt. Im Folgenden geben wir einen kurzen Überblick:

Naturkautschuk

Naturkautschuk ist der älteste entdeckte und verwendete elastische Werkstoff. Seine Entwicklung und Anwendung blicken auf über hundert Jahre Erfahrung zurück. Obwohl synthetischer Kautschuk in den letzten Jahren aufgrund der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Technologie den Verbrauch von Naturkautschuk übersteigt, spielen einige synthetische Kautschuke, die durch weitere Synthese von Naturkautschuk entstehen, weiterhin eine wichtige Rolle auf dem Markt. Der größte Vorteil von Naturkautschuk liegt in seiner hohen Dehnbarkeit und Reißfestigkeit, wodurch er sich hervorragend für Anwendungen mit hoher mechanischer Beanspruchung eignet, wie beispielsweise Reifen und Gummischuhe. Obwohl Naturkautschuk eine geringe chemische Beständigkeit aufweist und anfällig für Säurekorrosion und Alterung durch Sonnenlicht ist, lässt sich seine chemische Beständigkeit durch die Zugabe von Antioxidantien verbessern. Dank dieser Flexibilität und der niedrigen Produktionskosten ist Naturkautschuk ein sehr beliebter Werkstoff.

Synthetischer Kautschuk

Aufgrund der geringen Produktion von Naturkautschuk, seiner geringen chemischen Beständigkeit und der steigenden Nachfrage durch die Automobilindustrie entstand in der Fabrik die Idee, synthetischen Kautschuk herzustellen. Nachdem Wissenschaftler wussten, dass Naturkautschuk aus Isopren besteht, synthetisierten sie ihn mit anderen Chemikalien und entwickelten so eine Vielzahl synthetischer Kautschuke, von denen heute Dutzende existieren. Im Vergleich zu Naturkautschuk sind die Reißfestigkeit und die Festigkeit synthetischer Kautschuke in der Regel geringer, weshalb Naturkautschuk weiterhin eine unverzichtbare Rolle spielt. Zu den gängigen synthetischen Kautschuken zählen Styrol-Butadien-Kautschuk, der kostengünstig, verschleißfest und ölbeständig ist, Nitril-Butadien-Kautschuk, der sich als Rohmaterial für Dichtungen eignet, und Fluorkautschuk mit den besten Eigenschaften.

Vergleich von Silikonkautschuk und Gummi

(Wischen Sie nach links oder rechts, um die vollständige Tabelle anzuzeigen.)

Anwendungsgebiet von elastomerem Silikon

Silikonkautschuk zeichnet sich durch stabile physikalische Eigenschaften und hohe Umweltverträglichkeit aus. Daher gibt es in den letzten Jahren zahlreiche erfolgreiche Beispiele für den Ersatz von Gummimaterialien durch Silikonkautschuk, und der Aufstieg neuer Branchen wie der ästhetischen Medizin und der minimalinvasiven Chirurgie hat die Bedeutung von Silikonkautschuk weiter gestärkt.

Luft- und Raumfahrtindustrie

Die Betriebsumgebung von Geräten in der Luft- und Raumfahrtindustrie ist oft extremen klimatischen Bedingungen ausgesetzt. Um die erforderliche Elastizität der Bauteile bei solch hohen Temperaturen zu gewährleisten, muss das gewählte Material aus silikonfreiem Kautschuk bestehen. Silikonkautschuk erfüllt nicht nur die Dichtungsanforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie, sondern kann auch Stöße absorbieren und Vibrationen dämpfen (NVH – Noise, Vibration, Harshness). Dadurch werden unnötige Bewegungen und Geräusche reduziert und die Sicherheit der Passagiere erhöht. Darüber hinaus ermöglichen die elektrischen Isolationseigenschaften von Silikonkautschuk einen stabilen Betrieb elektronischer Geräte in der Luft- und Raumfahrt und beseitigen so das Risiko von Ausfällen präziser Instrumente.

Automobilindustrie

Da die Eigenschaften von Silikonkautschuk in vielerlei Hinsicht den Anforderungen der Automobilindustrie entsprechen, findet er dort breite Anwendung. Die Temperatur des Fahrzeugmotors liegt bei etwa 80–90 °C, und die hohe Temperaturbeständigkeit von Silikonkautschuk bis ca. 200 °C macht ihn ideal für den Einsatz im Fahrzeuginnenraum. Gleichzeitig zeichnet sich Silikonkautschuk durch seine hervorragende Kompressibilität aus und wird daher häufig für Dichtungen und O-Ringe im Automobilbereich verwendet. Auch im Bereich der Elektrofahrzeuge findet Silikonkautschuk breite Anwendung, beispielsweise für wärmeableitende, flammhemmende Dichtungen von Batteriemodulen, Ummantelungen für Hochspannungskabelbäume und Dichtungen für Fahrzeugdisplays.
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Elektronikindustrie

Die meisten Fernbedienungsknöpfe bestehen aus Silikonkautschuk. Dank seiner guten Elastizität verlängert Silikonkautschuk die Lebensdauer der Tasten. Da Silikonkautschuk ungiftig, hautfreundlich und wasserfest ist, eignet er sich für Instrumententafeln, Knöpfe und staubdichte Dichtungen. Auch in anderen Bereichen findet er hervorragende Anwendung. Darüber hinaus spielen leitfähige Silikonstreifen, die in Leiterplatten, Displays, Bildschirmen usw. eine wichtige Rolle spielen, eine deutlich höhere Verschleißfestigkeit als herkömmliche Leiter und sind daher ein wichtiger Bestandteil der Elektronikindustrie.
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Lebensmittelkontaktindustrie

Früher, als Silikonkautschuk noch nicht weit verbreitet war, verwendete die Lebensmittelindustrie hauptsächlich Behälter aus Kunststoff oder anderen Gummimaterialien. Allerdings verblasste die Farbe dieser Behälter mit der Zeit. Der Aufstieg von Silikonkautschuk hat die Anforderungen an die Lebensmittelsicherheit erfüllt. Er ist ungiftig für den menschlichen Körper und witterungsbeständig. Mit anderen Sterilisationsmethoden als UV-Strahlung kann er wiederverwendet werden und erhält den ursprünglichen Zustand des Produkts. Seine Verwendung ist in der Lebensmittelindustrie allgegenwärtig, beispielsweise an Dichtungen und Silikonschläuchen.
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Härte und physikalische Eigenschaften von elastomerem Silikon

Die Härte (Durometer) ist einer der wichtigsten physikalischen Indikatoren bei der Auswahl von Silikonkautschuk und wird typischerweise anhand der Shore-A-Skala gemessen. Silikonkautschuk bietet ein breites Härtespektrum, üblicherweise von 10 Shore A bis 80 Shore A. Unterschiedliche Härtegrade beeinflussen die Kompressibilität, die Dichtungsleistung und die Verarbeitungsschwierigkeiten.

• 10A–30A (Weich) : Silikonkautschuk dieser Festigkeitsklasse zeichnet sich durch eine gelartige oder sehr weiche Textur aus und bietet hervorragende Dehnbarkeit und Elastizität. Er eignet sich für empfindliche Dichtungsanwendungen mit sehr geringer Schließkraft, für Vibrationsdämpfungspads in Umgebungen mit starken Vibrationen sowie für medizinische Geräte mit Hautkontakt.

• 40A–60A (Standard) : Dies ist der am häufigsten verwendete Härtebereich in industriellen Anwendungen. Er bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Elastizität und ist daher ideal für O-Ringe, kundenspezifische Dichtungen, Membranschalter und allgemeine Schutzkomponenten.

• 70A–80A (Hart) : Produkte dieser Klasse sind relativ steif und weisen eine ausgezeichnete Verschleiß- und Extrusionsbeständigkeit auf. Sie eignen sich für Hochdruck-Hydraulikdichtungssysteme, tragende Distanzstücke, die ihre Form beibehalten müssen, und mechanische Bauteile, die eine höhere Härte erfordern.

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Wie wählt man das richtige elastomere Silikon aus? Vorteile und Grenzen

Vorteile von elastomerem Silikon

In anspruchsvollen industriellen Umgebungen wählen Ingenieure häufig Silikonkautschuk, da dieser im Vergleich zu anderen Materialien eine überlegene physikalische und chemische Leistungsfähigkeit bietet:

• Breiter Temperaturbereich : Behält Elastizität und Strukturintegrität in extremen Umgebungen von -60 °C bis +230 °C bei. Spezielle Formulierungen halten sogar kurzzeitigen Temperaturen von bis zu 300 °C stand, was die meisten organischen Kautschuke nicht erreichen.

• Hervorragende Witterungs- und Alterungsbeständigkeit : Beständig gegen UV-Strahlung, Ozon, Feuchtigkeit und raue Umweltbedingungen. Es reißt, härtet nicht aus und zersetzt sich auch nach langjähriger Freilandbewitterung nicht.

• Hervorragende elektrische Isolation : Gewährleistet eine hohe und stabile Durchschlagsfestigkeit auch unter hohen Spannungen, hohen Frequenzen und extremen Temperaturschwankungen und ist daher ideal für elektronische Bauteile geeignet.

• Geringe bleibende Verformung : Behält auch nach langfristiger Kompression hervorragende Rückstelleigenschaften bei und gewährleistet so eine zuverlässige Abdichtung ohne Leckagen über die Zeit.

• Ungiftig und sicher : Frei von Weichmachern, geruchlos und von Natur aus resistent gegen Bakterienwachstum. Es erfüllt strenge Standards wie FDA und LFGB für Lebensmittel- und Medizinprodukte.

Einschränkungen von elastomerem Silikon

Trotz seiner hervorragenden Eigenschaften sollten bei der Konstruktion bestimmte physikalische Grenzen berücksichtigt werden:

• Geringere mechanische Festigkeit und Reißfestigkeit : Im Vergleich zu Naturkautschuk oder Polyurethan (PU) weist Standard-Silikonkautschuk eine geringere Reiß- und Abriebfestigkeit auf und ist daher weniger geeignet für Umgebungen mit hoher Reibung oder scharfen mechanischen Komponenten.

• Begrenzte Chemikalienbeständigkeit : Das Material ist gegenüber starken Säuren, starken Laugen, konzentriertem Wasserdampf, Mineralölprodukten (z. B. Benzin) und bestimmten organischen Lösungsmitteln (z. B. Toluol) wenig beständig. Bei Kontakt mit diesen Substanzen kann es zu Quellungen und Festigkeitsverlust kommen. Für eine bessere Ölbeständigkeit wird Fluorsilikon (FVMQ) empfohlen.

• Höhere Gasdurchlässigkeit : Bei Raumtemperatur weist Silikonkautschuk eine höhere Gasdurchlässigkeit auf als Butylkautschuk oder NBR, wodurch er sich weniger für Ultrahochvakuum- oder Hochdruck-Gasdichtungssysteme eignet.

Häufig gestellte Fragen zu elastomerem Silikon

Welche Temperaturen hält Silikonkautschuk aus?

Industrieller Silikonkautschuk ist im Dauereinsatz temperaturbeständig von 200 °C bis 230 °C, spezielle Sorten sogar bis zu 300 °C. Im Gegensatz zu herkömmlichem Gummi, der bei etwa 100 °C weich oder spröde werden kann, behält Silikonkautschuk seine Elastizität und Dichtungsleistung auch in anspruchsvollen Umgebungen wie Öfen, Motorräumen und bei der Dampfsterilisation bei, ohne giftige Substanzen freizusetzen oder chemisch abgebaut zu werden.

Kann Silikonkautschuk Sonnenlicht oder UV-Strahlung ausgesetzt werden?

Silikonkautschuk besitzt eine ausgezeichnete UV-Beständigkeit und wird weder spröde noch rissig. Farbiges Silikon kann jedoch nach längerer Einwirkung von UV-Strahlung leicht ausbleichen. Seine molekulare Struktur ist von Natur aus beständig gegen UV-Strahlung und Ozon, was ihm eine lange Lebensdauer im Außenbereich verleiht. Pigmente können sich zwar zersetzen und zu Verfärbungen führen, dies beeinträchtigt jedoch weder die Wasserdichtigkeit noch die strukturellen Eigenschaften.

Worin besteht der Unterschied zwischen Silikonkautschuk und normalem Gummi?

Die deutlichsten Unterschiede liegen im Temperaturbereich und der Witterungsbeständigkeit. Silikonkautschuk ist herkömmlichem Kautschuk in beiden Aspekten deutlich überlegen. Standardkautschuk neigt dazu, bei niedrigen Temperaturen auszuhärten und spröde zu werden, bei hohen Temperaturen weich zu werden und nach längerer Witterungseinwirkung zu reißen. Silikonkautschuk hingegen bleibt über einen weiten Bereich (-60 °C bis 230 °C) flexibel und ist auch nach vielen Jahren im Freien stabil und ungiftig.

Ist Silikonkautschuk ölbeständig?

Standard-Silikonkautschuk ist nicht für den direkten Kontakt mit Kraftstoffen auf Erdölbasis wie Benzin oder Diesel geeignet, da er aufquellen und sich verformen kann. Er weist zwar eine mäßige Beständigkeit gegenüber Pflanzenölen und einigen Schmierstoffen auf, ist aber für Umgebungen mit Kraftstoffen oder starken Chemikalien nicht optimal. Für Anwendungen, die eine hohe Kraftstoffbeständigkeit erfordern, ist Fluorsilikon (FVMQ) die bessere Wahl.

Abschluss

Haben Sie nach unserer Einführung nun eine bessere Vorstellung vom Unterschied zwischen Silikonkautschuk und Gummi? Silikonkautschuk und Gummi weisen zwar Ähnlichkeiten auf, unterscheiden sich aber in vielen Punkten. Als umweltfreundlicheres Material hat Silikonkautschuk mehr Aufmerksamkeit denn je auf sich gezogen. Um hochwertige Silikonkautschukmaterialien zu finden, ist es wichtig, auf die verwendeten Rohstoffe zu achten. GSUN arbeitet mit international renommierten Herstellern von Silikonrohstoffen zusammen, darunter Shin-Etsu aus Japan, Wacker aus Deutschland und DOWSIL aus den USA. Wir legen großen Wert darauf, die Rohstoffe für unsere Kunden sorgfältig zu prüfen. Um die volle Verantwortung für unsere Kunden zu übernehmen, bieten wir einen Komplettservice an, der sicherstellt, dass jeder Schritt der Silikonkautschukproduktion streng kontrolliert wird, um Ihre Anforderungen zu erfüllen. Benötigen Sie OEM/ODM-Services für Silikonkautschuk? Kontaktieren Sie GSUN noch heute für eine professionelle Beratung und maßgeschneiderte Lösungen!
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