Compoundiertechnologie zur Herstellung von Silikonelastomeren

Aufgrund ihres typisch anorganischen Gerüsts und der organischen Reste stehen Silikone mit strukturell zwischen anorganischen und organischen Verbindungen. Sie sind Hybride und weisen ein einzigartiges Eigenschaftsspektrum auf, das von keinem anderen Kunststoff erreicht wird.

Dem englischen Chemiker Frederic Stanley Kipping gelang zu Beginn den 20. Jahrhunderts die erste Synthese von organischen Silizium-Verbindungen, die Basis von Polyorganosiloxanen. Mit der Suche nach Alternativen für Naturkautschuk wurde die Arbeit Kippings und andere frühere Arbeiten zur Chemie des Siliziums für die Industrieforschung interessant. Der US-amerikanische Chemiker Eugene G. Rochow und der deutsche Chemiker Richard Müller fanden im Jahre 1940 nahezu gleichzeitig eine Möglichkeit zur großtechnischen Herstellung der Chlormethylsilane, der wichtigsten Vorprodukte zur Herstellung der Silikone. Das Verfahren wird heute als Müller-Rochow-Synthese bezeichnet.

Die Silikonpolymere werden entweder mit linearen Oligomeren in einem Polykondensations-Verfahren oder mit zyklische Siloxanen in einem Ringöffnungspolymerisations-Prozess hergestellt.

Verstärkende Stoffe und Füllstoffe sind Bestandteile von Silikonmassen. Ihre Art und Menge beeinflussen das mechanische sowie das chemische Verhalten der durch Vernetzung entstehenden Silikonelastomere. Sie lassen sich außerdem gut durch geeignete Pigmente und Farbstoffe einfärben.

Silicon air reservoir for medical application.

Baking utensils as a example for silicone compound application due to flexibility and heat resistance

Silicon hoses for cultivation and irrigation

Typische Anwendungen von Silikonelastomeren

Silikonelastomere können aufgrund ihres besonderen und breit anpassbaren Eigenschaftsprofils in vielen Anwendung vorteilhaft eingesetzt werden. So machen die guten elektrischen Isolationseigenschaften und die über einen weiten Temperaturbereich gleichbleibenden physikalischen Eigenschaften sie für Einsätze in der Elektro- und Elektronikindustrie zu einer exzellenten Wahl. Dank der wasserabweisenden Wirkung, der Alterungs- und Witterungsbeständigkeit und Aufnahme von Dehn- und Schwingungsbewegungen können komplexe Herausforderungen im Hoch- und Tiefbau gelöst werden. Vielfältige Einsätze in der Fahr- und Flugzeugtechnik, der chemischen Industrie, der Kunststofftechnik und vielen weiteren Bereichen sind bekannt.

Anforderungen an die Aufbereitung

Der Buss Ko-Kneter wird seit Jahrzehnten sehr erfolgreich von führenden Marktteilnehmern der Silikonindustrie eingesetzt. Dies zum einen in der Polymerherstellung mittels Polykondensations- oder Polymerisationsverfahren, in denen der Ko-Kneter als großvolumiger, kontinuierlicher Reaktor eingesetzt wird. Die Handhabung von sehr breiten Viskositätsspektra, die präzise Zugabe von Reaktanden durch hohlgebohrte Knetbolzen, die exzellente Temperaturführung sowie der Betrieb bei sehr niedrigem absolutem Druck sind wichtige Gründe für dessen Einsatz.

Ein weiterer Einsatzbereich ist das eigentliche Compoundieren von Silikonelastomeren (HTV) und Silikondichtmassen (RTV). Verstärkende Stoffe wie hochdisperse Kieselsäure oder klassische Füllstoffe und weitere Formulierungsbestandteile werden compoundiert und unerwünschte Begleitstoffe entgast. Die moderaten Schergeschwindigkeiten in Kombination mit äußerst hohen Faltungszahlen ermöglichen exzellente Mischresultate und die Handhabung von sehr hochviskosen Massen ohne lokale Überhitzungen.

Der modulare und dadurch anpassbare Aufbau der ganzen Anlagen und die breit abgestützte Buss Verfahrensexpertise machen den Buss Ko-Kneter zu einer exzellenten Wahl für das Herstellen von Silikonpolymeren und das Compoundieren von Silikonmassen in allen Klassen.

Typisches Anlagenlayout für Silikonelastomere

buss_flowsheet-bilder_1200x800px-127-Silicones

BUSS Compoundiersysteme bieten bei der Aufbereitung von Silikonelastomeren folgende spezifische Vorteile

Kontinuierlicher Prozess
Der BUSS Kneter ist ein kontinuierlicher Prozess mit allen Vorteilen eines System für eine durchgängige, ununterbrochene Produktion. Durch hochgenaue Dosierungssysteme werden exakte Rezeptur-Vorgaben gewährleistet, und in niedrigen bis hohe Durchsätzen realisiert. Eine hohe Produkt-Homogenität und eine effizientere Produktion sind die Vorteile kontinuierlicher Produktionsprozesse wie des BUSS Ko-Kneters.
Flüssigkeitseinspritzung an jeder Bolzenposition
Einspritzbolzen, die im Buss Ko-Kneter an jeder Position entlang des Verfahrensteils montiert werden können, ermöglichen das Einspritzen von Flüssigkomponenten direkt in das geschmolzene Polymer an der für das Verfahren optimalen Stelle. Der Mischvorgang beginnt unmittelbar, ohne Verschmierung an der Gehäusewand, und ermöglicht einen Einmischung auf kürzester Verfahrenslänge.
Präzise Temperaturführung
Der BUSS Ko-Kneter erlaubt eine präzise Temperaturführung aufgrund einer kontrollierten Energieeinleitung und gleichförmigen, moderaten Scherraten, sowie deren Temperaturüberwachung durch Thermoelemente, die in von Polymer umgebenen, hohlgebohrten Knetbolzen an relevanten Positionen entlang des Verfahrensteils montiert sind.
Gleichförmige, moderate Scherraten
Gleichförmige Scherraten ermöglichen ein kontrolliertes Mischen bei tieferen Temperaturen, während nur die erforderliche Scherenergie für die anliegende Verfahrensaufgabe eingeleitet wird. Die enge Scherratenverteilung, im Vergleich zu alternativen Systemen, gewährleistet gleichförmige Scherverläufe für jedes einzelne Partikel. Dies führt zu einer hochwertigen Aufbereitung bei geringerer Energieeinleitung.
Hohe Zahl an Mischzyklen
Auf den mehrflügeligen BUSS Ko-Knetern wird eine hohe Zahl an Mischzyklen erzielt. Die neuen, einzigartigen Schneckengeometrien ermöglichen eine maximale Teilung und Neufaltung der Compounds, mit zahllosen Umschichtungen und hervorragendem Mischen über eine sehr kurze Verfahrenslänge.

Mehr Information

Downloads

COMPEO