Werkstoffkompass VQM

(Bild: ISGATEC GmbH)

06.03.2020 Werkstoffkompass VQM

Ein extrem vielseitiger Werkstoff

von Karl-Friedrich Berger (ISGATEC GmbH)

m Vergleich zum Weltkautschukmarkt hat Silikonkautschuk (VQM) erst einen Anteil von 2%. Seine Rohölunabhängigkeit, die sehr gute anwendungstechnische Modifizierbarkeit und seine relative Preiskonstanz sind u.a. Gründe für den stetig steigenden Anteil.

Hinsichtlich der Mischungszusammensetzung ist zu berücksichtigen, dass die Polymerkette der Silikone abwechselnd aus Silicium- und Sauerstoffatomen und nicht aus einer Kohlenstoffpolymerkett besteht. Aktuelle technische Highlights sind hochtransparente Flüssigsilikone für optische Bauteile z.B. LED-Leuchten und dielektrische Silikonfolien, d.h. elektroaktive Silikon-Polymere zur Energiegewinnung (Wellenenergie).

Vernetzungssystem/Verarbeitung – Heißvulkanisierte feste Silikonkautschuke (HTV) werden üblicherweise mit organischen Peroxiden ohne Aktivatoren verarbeitet. Die Teile müssen nachgetempert werden. Heißvulkanisierte flüssige Silikonkautschuke (LSR)  bestehen aus zwei flüssigen, pumpfähigen Komponenten. Komponente 1 enthält den Kautschuk und den Platinkatalysator, Komponente 2 einen Vernetzer und einen Regler.  Das Gemisch wird 1:1 direkt im Spritzgussverfahren verarbeitet. Die Vulkanisationszeit ist – wie beim Thermoplasten – sehr kurz (Sekunden). Das Ergebnis sind  i.d.R. gratfreie Teile , die in bei Beadrf in sehr hohen Stückzahlen zur Verfügung stehen. Kaltvulkanisierte Silikonkautschuke (RTV) sind raumtemperaturvernetzend und bestehen aus ein oder zwei Komponenten

Besonderheiten/Einflüsse – Der Werkstoff ist physiologisch unbedenklich und bietet beste Resistenz gegen Pilze und Bakterien. Er ist wasserabweisend, geruch-, geschmacklos, bakteriologisch neutral, was Freigaben für die Medizintechnik und Lebensmittelindustrie erleichtert. Er ist flammwidrig und die Brandgase haben eine geringe Toxizität Der Flammpunk tliegt  > 400 °C. Der Werkstoff beliebig einfärbbar oder farblos.

Lieferformen – VQM steht in universellen Lieferform z.B. Folien, Platten, Formteilen, Profilen zur Verfügung.

Bevorzugte Einsatzbereiche – Derzeitige Einsatzbereiche sind die  Luft- und Raumfahrt, Kraftfahrzeuge, Schienen- und Wasserfahrzeuge (Ladeluftkühlungsschläuche), die Medizintechnik (Sauerstoffmasken, leitfähige Kleidung, künstliche Herzklappen, Bluttransfusionsschläuche), Konsumartikel (Tiefkühl-, Heißluftschränke, Babycare, Unterhaltungselektronik) und die Energietechnik (dielektrische Folien), elektrische Isolationen, Schutzkappen für Zündsysteme, Hochspannungstechnik, Stromversorgung, LED-Technik.

Werkstoffprofil
WerkstoffSilikon-Kautschuk
Int. KurzzeichenVMQ
GruppeQ-Gruppe - Silikon in der Hauptgruppe
Härtespektrum20 bis 95 Shore A, niedrige Härte ohne Weichmacher möglich
Anwendungstemperatur-60 °C bis +250 °C kurzfristig bis 300 °C, ausgezeichnete Heißluftbeständigkeit und zugleich hervorragende Kälteflexibilität
Elektrische Eigenschaftenausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaften oder leitfähig (Einstellung)
Gasdurchlässigkeithohe Gasdurchlässigkeit aber wasserundurchlässig
Ozon-, Witterungs-, Altersbeständigkeitausgezeichnet ozon-, sonnenlicht- witterungs- ,strahlenbeständig
Chemische Beständigkeitgegen heißes Wasser, Pflanzen- und Tierfette/- öle, parafine Mineralöle, Glycerin, Alkohol,schwerentflammbare Hydraulikflüssigkeiten, verdünnte Salzsäuren, unbeständig gegen aromatische Öle, Benzin, Ketone, Ester, Silikonöl, unverdünnte Säuren und Laugen, Dampf > 130 °C und anaerobe Alterung (Dipolymerisation), chemische Beständigkeit in Abhängigkeit von Struktur und Aufbau!
Heißwasser-, dampfbeständigunbeständig gegen Dampf > 130 °C
Stoßelastizität40 – 60%, aber ohne Änderung über den gesamten Temperaturbereich
ZugfestigkeitReißfestigkeit und Dehnung sind niedrig, neuste Typen jedoch mit sehr gutem Weiterreißwiderstand und hoher Rückprallelastizität , mechanische Eigenschaften (z.B. niedriger DVR) ändern sich kaum in Abhängigkeit von der Temperatur (DVR bei – 50 °C bis 200 °C < 25%!) Bei hohen Temperaturen ist die Reißfestigkeit i.d.R. höher als bei anderen Elastomeren. Reißdehnung ca. 100% bis 700%