Werkstoff-Sphinx

Fabelwesen aus dem Labor: Geniomer vereint weiche Silikone mit harten organischen Resten

Fabelwesen, deren Vorder- und Hinterteil unterschiedlich sind, gibt es nicht nur in der griechischen Mythologie. Den Chemikern bei Wacker ist es jetzt gelungen, die hervorragenden Materialeigenschaften von Silikonen mit den Merkmalen thermoplastischer Polymere zu vereinen. Dadurch entsteht ein Fabelwerkstoff mit ganz neuen Eigenschaften.

Im Gegensatz zur Mathematik hat die Natur die Chemie mit zahlreichen Hintertüren ausgestattet. Eine von diesen haben Chemiker von Wacker jetzt geöffnet. ?Es ist uns gelungen, ein Silikonelastomer herzustellen, das sich thermoplastisch verarbeiten lässt“, erläutert Dr. Jürgen Küpfer, Projekthausmanager für hybride Materialien bei Wacker. Doch nicht nur das: Das neue Material, das den Namen Geniomer erhielt, vereint in geradezu genialer Weise die herausragenden Eigenschaften von Silikonen mit den sich komplementär ergänzenden positiven Eigenschaften von Thermoplasten.

Für die Werkstoffbranche kommt die Innovation einem technologischen Quantensprung gleich: Ermöglicht wurde er durch die Symbiose von organischen und anorganischen Komponenten zu einem völlig neuen Hybridmaterial, bei dem das unter anderem für die hohe Elastizität verantwortliche Weichsegment aus einem Silikon resultiert und das korrespondierende Hartsegment, das für Festigkeit und Wärmebeständigkeit sorgt, aus einem organischen Rest besteht. Während der organische Block aus kommerziell erhältlichen Isocyanaten aufgebaut ist, hat Wacker für die Herstellung des Weichsegments ? chemisch ein in unterschiedlichen Molekulargewichten darstellbares a,w-Aminopropylsilicon ? eine proprietäre Technologie entwickelt. Besonderes Plus: Bei dem Verfahren, das auf einer physikalischen Vernetzung basiert, fällt das Produkt in hoher Reinheit ohne Nebenprodukte an. Ein Katalysator wird nicht mehr benötigt.

Chemisch betrachtet ist Geniomer ein Polydimethylsiloxan-Harnstoff-Copolymer. Seine außergewöhnlichen Strukturmerkmale wirken wie zwei Seelen in einer Brust. Diese schlagen sich in einem Eigenschaftsprofil nieder, das bisher weder bei Thermoplasten noch bei Silikonen realisiert werden konnte.

Im wesentlichen ist Geniomer aber ein Silikon geblieben, denn unter dem Strich schlägt das anorganische Silikongerüst innerhalb der molekularen Architektur mit 90 % zu Buche. Die verblüffende Tatsache, dass ein Anteil von zehn Prozent organischer Hartkomponente derart überraschende Werkstoffeigenschaften hervorruft, ist wiederum ein indirekter Silikoneffekt, der auf der außergewöhnlichen Flexibilität dieser Verbindungsklasse basiert. Diese Eigenschaft ermöglicht nämlich eine nicht minder flexible Anordnung der in der organischen Komponente vorhandenen Harnstofffragmente, was sich in einer Optimierung der maximal möglichen Wasserstoffbrücken niederschlägt. ?Diese Verknüpfungen wirken im Prinzip wie eine molekulare Vernetzung und sind unter anderem für die hervorragende mechanische Stabilität verantwortlich“, veranschaulicht Dr. Küpfer.

Im Rahmen eines Projekthauses verfolgt Wacker das Ziel, in Kooperation mit den Kunden den thermoplastischen Silikon-elastomeren neue Märkte und Anwendungsfelder zu erschließen, denn die hervorragenden Eigenschaftsprofile der neuen Verbindungsklasse schlagen sich in einer nicht minder großen Palette völlig unterschiedlicher Einsatzgebiete nieder. So zum Beispiel als Prozesshilfsmittel für die gesamte Polymerchemie: So reicht zur Verbesserung der Fließeigenschaften von Polypropylen eine Beimischung von 0,1 bis 2 % Geniomer aus, um den Durchsatz bei der Verarbeitung signifikant zu erhöhen. Auch als Strukturpolymere beziehungsweise Werkstoffe verfügen thermoplastische Silikonelastomere über bestechende Eigenschaftsmerkmale. Aufgrund der hohen chemischen Reinheit sind Schläuche aus Geniomer von Vorteil, da sie keine flüchtigen organischen Komponenten wie zum Beispiel Weichmacher enthalten.

cav 423

Interessantes über Silikone

Centre Européen des Silicones

Allgemeines über Silikone

Mehr zu Geniomer

Geniomer ist ein Polydimethylsiloxan-Harnstoff-Copolymer. Der hohe Siloxananteil verleiht dem Produkt hervorragende elastomere Eigenschaften und eine hohe Kälteflexibilität. Das organische Hartsegment bestimmt die Festigkeit und Wärmebeständigkeit des thermoplastischen Werkstoffs. Dies führt zu einem Eigenschaftsprofil, das in dieser Form weder bei Thermoplasten noch bei Siliconen realisierbar war. Geniomer besitzt eine ausgezeichnete mechanische Stabilität und eine hohe Transparenz, vergilbt nicht, kann thermoplastisch mit allen konventionellen Techniken verarbeitet werden und ist vollständig überstreichbar.

Aufgrund seiner Hybridstruktur besitzt Geniomer sehr variable, gezielt einstellbare Produkteigenschaften. Die nachfolgenden Angaben sind nur als Richtwerte zu verstehen, die je nach Produkttyp variieren können.