Heutzutage werden Silikonkautschuk und normaler Gummi in verschiedenen Bereichen unseres täglichen Lebens verwendet. Von Gummigriffen über Küchenutensilien bis hin zu medizinischen und Flugzeugteilen sind Silikonkautschuk und normaler Gummi überall zu finden. Bei der Entwicklung von Produkten, insbesondere von Anwendungen, die mit Gummikomponenten verstärkt sind, ist die Wahl der richtigen Gummisorte zwischen Silikon und Gummi entscheidend. Wenn man die feinen Unterschiede zwischen zwei Materialien kennt, kann man ein zufriedenstellenderes Produkt herstellen als jemand, der nicht auf die Feinheiten achtet.

Bei der Auswahl von Materialien für die Herstellung verschiedener Produkte und Waren ist es notwendig, die Vor- und Nachteile der vielen Gummisorten zu kennen, die derzeit auf dem Verbrauchermarkt erhältlich sind. Viele Gummiprodukte haben sich als vielseitig erwiesen. Silikonkautschuk und normaler Kautschuk sind die beiden am meisten diskutierten Kautschukarten, die in verschiedenen Branchen verwendet werden. Diese Materialien haben sehr unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungen, und auch ihre Herstellungsverfahren unterscheiden sich erheblich.

Mit diesem Blogbeitrag klären wir Hersteller, Verbraucher und Branchenexperten nicht nur über die Vielfalt der Kautschukverarbeitungsarten auf, sondern geben ihnen auch einen Einblick in die Vielfalt der Kautschukverarbeitungsarten.

Grundkenntnisse über Silikon und gewöhnlichen Kautschuk

Was ist Silikongummi?

Silikongummi ist ein Kohlenwasserstoffpolymer mit Silizium, Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff als Hauptbestandteilen. Es handelt sich um ein künstliches synthetisches Material. Es ist wegen seiner hervorragenden Eigenschaften wie gute Hitzebeständigkeit, ausgezeichnete Flexibilität und Biokompatibilität beliebt. Dies macht es zu einer führenden Wahl für Anwendungen, die großen Temperaturschwankungen oder anderen widrigen Bedingungen ausgesetzt sind.

Silikonkautschuk wird häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen extreme Temperaturen und Umweltgefahren eine Rolle spielen, wie z. B. bei Dichtungen und Dichtungsmassen im Automobilsektor. Seine Vielseitigkeit wird durch die Möglichkeit beschrieben, verschiedene Qualitäten herzustellen, darunter leitfähige, flammhemmende und medizinische Silikone.

Was ist gewöhnlicher Gummi?

Der oft als Kautschuk oder Naturkautschuk bezeichnete Stoff wird aus Latex gewonnen, einem Naturprodukt des Kautschukbaums, das eine natürliche Verbindung ist, die vom Kautschukbaum produziert wird. Die wichtigsten chemischen Bestandteile werden abgetrennt, wobei cis-1,4-Polyisopren und einige Verunreinigungen in Form von Proteinen, Wasser und anorganischen Verbindungen übrig bleiben. Seine Eigenschaften sind hohe Elastizität, gute Zugfestigkeit, hohe Verschleißfestigkeit und Abriebfestigkeit gegenüber Lösungsmitteln und Feuchtigkeit.

Normaler Kautschuk ist eine preiswerte Option für viele alltägliche Verwendungszwecke, wie Reifen oder Schuhe. Er ist überall und in vielen Gegenständen zu finden. Normaler Kautschuk ist zwar in Bezug auf die chemische Beständigkeit nicht so stark wie Silikon, aber in Bezug auf Flexibilität und Zugfestigkeit hat dieses Material viele Gemeinsamkeiten mit ihm.

Der Ursprung von Silikongummi

Silikonelastomere, eine in jüngster Zeit entstandene Verbindung, haben sich zu einem sehr seltenen Material mit hervorragender thermischer, chemischer und elektrischer Beständigkeit sowie flexiblen Eigenschaften (vor allem unter extremen Bedingungen) entwickelt. Normaler Kautschuk ist zwar ein typisches Material für viele Anwendungen, verfügt aber nicht von Natur aus über alle Standby-Eigenschaften, die Silikonkautschuk bietet.

1. Was Silikone anders macht

Silikonkautschuk ist insofern einzigartig, als er Temperaturen von -55 bis 300 Grad Celsius standhalten kann, ohne Anzeichen von mechanischen oder physikalischen Qualitätsveränderungen zu zeigen, die normalerweise bei extremer Hitze oder Kälte auftreten. Das macht ihn ideal für solche Anwendungen. Erstens schmelzen, verbrennen oder zerfließen Silikone nicht wie gewöhnlicher Gummi; sie sind thermisch stabil, chemisch inert und reagieren nicht auf extreme Kräfte. Daher funktionieren Silikone gut unter Bedingungen, unter denen die meisten Gummis zu gegebener Zeit zusammenbrechen würden.

2. Chemie erforschen

Was die chemische Beständigkeit betrifft, so wird es hier unübersichtlich. Unbehandelter Kautschuk (auch hier unter normalen Bedingungen verwendet) kann verschiedene Verbindungen auflösen. Silikon auf Kautschukbasis verleiht diesem Material jedoch eine kompromisslose Beständigkeit nicht nur gegen die aggressivsten oder korrosivsten Mittel, sondern auch gegen chemische Angriffe. Diese Eigenschaft macht es zu einer wirksamen Wahl für eine breite Palette von Chemikalien, außer dort, wo andere Gummis völlig versagen würden.

Verstehen Sie die grundlegenden Unterschiede

Chemische Zusammensetzung

Silikonkautschuk wird aus Siliziumdioxid hergestellt, einem Element, das unter der Erde vorkommt und nach dem Sauerstoff das zweitgrößte Gewicht hat. Dieser Bestandteil bestimmt chemisch die Eigenschaften des Polymers, insbesondere seine hervorragende Hitzebeständigkeit.

Naturkautschuk ist zwar für seine weniger komplexe chemische Zusammensetzung bekannt als synthetischer Kautschuk, der wiederum auf Kohlenwasserstoffen basiert. Aus diesem Grund wird normaler Kautschuk bei starken Umwelteinflüssen stärker angegriffen als Silikonkautschuk.

Mechanisches Verhalten

Silikonkautschuk weist eine hohe Verschleißfestigkeit und Dehnbarkeit auf, so dass er unterschiedlichen mechanischen Belastungen durch Druck, Verformung und Scherung standhalten kann, ohne zu reißen oder seine ursprüngliche Form zu verändern. Im Gegensatz dazu hat Kautschuk in der Regel eine ausgezeichnete Elastizität und Verschleißfestigkeit, was bedeutet, dass sie für Oberflächen geeignet sind, die häufig mit harten und starren Gegenständen in Kontakt kommen und Stößen ausgesetzt sind.

Wärmewiderstand

Silikonkautschuk kann bei extremen Temperaturtests mit Bestnoten punkten, da er seine Eigenschaften bei Temperaturen von bis zu 260°C (500°F) und bis zu -70°C (-100°F) beibehält. Der von uns üblicherweise verwendete Gummi ist in der Regel organischer Natur und daher auf einen hohen Temperaturbereich von ca. 60°C (140°F) beschränkt.

Anwendungen und Branchen

Silizium für die Elektronik- und Medizinindustrie

Die Bioinertheit von Silikonen gilt als großer Vorteil, der die Industrie im medizinischen Bereich, wo Geräte wie Prothesen und Implantate bereitgestellt werden, wichtig macht. Zusätzlich zu seinen elektrischen Eigenschaften umschließt und isoliert es wirksam elektronische Bauteile, insbesondere bei hohen Temperaturen.

Häufiger Gummi in Reifen und Autoteilen

Die hohe Zähigkeit von Kautschuk erstreckt sich auch auf seine mechanischen Eigenschaften, was ihn zu einem Standard in der Automobilindustrie macht, die die Herstellung von Reifen, Dichtungen und verschiedenen mechanischen Komponenten umfasst. Die stoßdämpfenden und stoßfesten Eigenschaften von (EVA) werden nicht nur in Sportgeräten und Schuhen verwendet, sondern erstrecken sich auch auf die Struktur von Schuhen, bei denen eine weiche Landung und Dämpfung des Fußes wichtige Anforderungen sind.

Unterschiede in der Herstellung

Vulkanisierungsprozess

Die Herstellung von normalem Kautschuk erfordert eine Vulkanisierung, ein chemisches Verfahren, mit dem Naturkautschuk oder verwandte Polymere in ein haltbareres Material umgewandelt werden. Bei diesem Verfahren werden während der Erhitzung des Kautschuks in der Regel Schwefel und andere Härtungsmittel verwendet. Silikonkautschuk muss nicht wie Polymere vulkanisiert werden, da er von Anfang an ein Netzwerk bildet.

Formgebung und Verarbeitbarkeit

Aufgrund seiner größeren thermischen Stabilität, Silikonkautschuk wird in vielen Industriezweigen bevorzugt, weil es sich mit vielen verschiedenen Verfahren in hochkomplexe Formen bringen lässt, z. B. durch Formpressen, Spritzgießen und Flüssigsilikonkautschuk (LSR). Eine Alternative zu normalem Kautschuk ist die Verwendung von Silikon, das sehr formbar ist, aber eine genauere Kontrolle von Temperatur und Maschinendruck während der Produktion erfordert.

Umweltauswirkungen und Nachhaltigkeit

Biologische Abbaubarkeit und Entsorgung

Kautschuk ist der am häufigsten verwendete Stoff. Obwohl es sich um Naturkautschuk handelt, zersetzt er sich, wenn er lange Zeit liegen bleibt. Da der Prozess langsam und unter bestimmten Bedingungen abläuft, sind auch die Ergebnisse langsam. Ein Umweltnachteil von Silikonkautschuk kann auch darin bestehen, dass er sich nicht leicht zersetzt.

Tatsächlich sind Silikonabfälle in den letzten Jahrzehnten dank der kontinuierlichen Entwicklung neuer Technologien und des Recyclings weniger problematisch geworden. Innovative Technologien und Recyclingverfahren entschärfen allmählich das Problem der Silikonabfälle.

Erneuerbare Ressourcen

Naturkautschuk kann aus Kautschukbäumen gewonnen werden, die auf ökologisch bewussten Kautschukplantagen angebaut werden. Außerdem bevorzugen immer mehr Hersteller und Verbraucher Kautschuk, der aus verantwortungsvollen und umweltfreundlichen Praktiken stammt, so dass der Produktionsprozess umweltfreundlich ist. Silikonkautschuk wird jedoch hauptsächlich aus Silanen hergestellt, die aus Silikaten gewonnen werden, die in gemahlenem Sand, einem Nebenprodukt der Verbrennung von Biomasse, vorkommen.

Kostenüberlegungen

Produktionskosten

Der Grund, warum Silikonkautschuk in der Herstellung teurer ist, könnte in der Beschaffenheit seiner Rohstoffe und in den anscheinend komplexeren Herstellungsverfahren liegen. Außerdem sind für die Formung von weichem Silikonkautschuk oft teure Spezialformen erforderlich, was den Preis des Ausgangsprodukts ebenfalls erhöht.

Langfristige Dauerhaftigkeit

Seit Silikonkautschuk im Vergleich zu anderen Materialien höhere Anlaufkosten hat, ist die Haltbarkeit von Silikonkautschuk die Kosten oft wert. Bei Anwendungen, bei denen Hitzebeständigkeit und Alterungseigenschaften von Vorteil sind, übersteigt die Silikonproduktion oft ihren Ertrag. Silikonprodukte halten länger und sparen eine Menge Zeit.

Fallstudie: Silikondichtungen vs. normale Gummidichtungen

Silikondichtringe und gewöhnliche Gummidichtringe sind gängige Dichtungsmaterialien, doch gibt es gewisse Unterschiede in Bezug auf Leistung und Verwendung.

Material

Herkömmliche Gummidichtringe werden aus Naturkautschuk oder synthetischem Kautschuk hergestellt, während Silikondichtringe aus Silikonkautschuk gefertigt werden. Kautschuk ist Naturkautschuk, der aus dem Latex von Kautschukbäumen gewonnen wird, während Silikonkautschuk aus Polymerketten hergestellt wird, bei denen es sich um langkettige Moleküle handelt, die aus raffiniertem Erdöl und Kohle gewonnen werden. Es zeigt sich, dass Silikonkautschuk dem normalen Kautschuk in Bezug auf hohe Temperaturen und Korrosionsbeständigkeit überlegen ist, so dass er für verschiedene Spezialanwendungen eine größere praktische Bedeutung hat.

Temperaturbeständigkeit

Silikondichtungen haben bessere Betriebsfähigkeiten als Standard-Gummidichtungen in einem Temperaturbereich von -60°C-230°С. Daher können sie innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs reibungslos funktionieren. Diese hohe Temperaturleistung verleiht dem Material viele Vorteile und wird häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Temperaturbeständigkeit erfordern, wie z. B. bei Klimaschläuchen für Kraftfahrzeuge, Benzindichtungen und Druckluftsystemen, Flugzeugtriebwerken, photovoltaischen Geräten und anderen Bereichen. Herkömmliche Gummidichtungen haben im Vergleich zur Umgebungstemperatur einen begrenzten Betriebstemperaturbereich, der in der Regel zwischen -40°C und 120°C liegt.

Chemische Beständigkeit

Dichtungsmaterialien aus Silikon sind widerstandsfähiger gegen chemische Stoffe als ihre Pendants aus normalem Gummi. Kleine Silikondichtungen, wie O-Ringe, Dichtungen usw., werden häufig in rauen Umgebungen eingesetzt.

So greifen beispielsweise Säuren, Laugen und organische Lösungsmittel gewöhnliche Gummidichtungen an, während Silikondichtungen diesen Medien standhalten und funktionieren können. Daher ist es aufgrund der Besonderheiten bestimmter Industriezweige wie der pharmazeutischen und chemischen Industrie sowie der Erdölförderung notwendig, Silikondichtringe zu wählen.

Versiegelungsleistung

Im Vergleich zu Dichtungsringen aus Gummi bieten Dichtungsringe aus Silikon eine höhere Dichtungseffizienz. Gas- und Flüssigkeitsdichtungen aus Silikon verhindern wirksam Leckagen, da der Gummi nicht so schnell spröde und hart wird und die Dichtungen eine relativ lange Lebensdauer haben.

Unter den Vorteilen der Verwendung von Silikondichtungen ist dies ein wichtiger Faktor, der Silikondichtungen in Industriesektoren wie der Automobilherstellung, der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik und anderen Branchen, die Silikondichtungen in großen Mengen benötigen, beliebt gemacht hat.

Kosten

Ein häufiger Grund, warum Silikondichtungen mehr kosten als normale Gummiringe, ist die Qualität des Materials. Das liegt daran, dass die Kosten für Silikonrohstoffe hoch sind und das Herstellungsverfahren komplex ist.

Bei besonderen Anlässen übersteigen jedoch die hohe Temperaturbeständigkeit, die chemische Beständigkeit und die hervorragende Dichtungsleistung von Silikondichtungen deren Kosten und sind akzeptabler als herkömmliche Gummidichtungen.

Alles in allem haben diese beiden Dichtungsmethoden (Silikondichtungen und gewöhnliche Gummidichtungen) die gleichen Grundprinzipien, aber jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile.

In der Praxis der Abdichtungsmaterialien werden die geeigneten Abdichtungsmaterialien auf der Grundlage der Projektanforderungen und der tatsächlichen Bedingungen ausgewählt.

Wann sollte man sich für Silikongummi entscheiden?

Im Gegensatz zu Naturkautschuk kann Silikonkautschuk in bestimmten Anwendungen eine vielseitige Wahl sein, weil:

1. Extreme Umwelt

Damit können wir den Bereich, in dem Silikon arbeiten kann, stark eingrenzen, was vor allem in Groß- und Industrieküchen, in denen manchmal extreme Temperaturen herrschen, sehr hilfreich ist. Denken Sie an Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, wo Teile bei Temperaturen oberhalb der zulässigen Grenzen arbeiten müssen, oder an medizinische Geräte, die kumulativ verschiedenen Sterilisationsverfahren ausgesetzt werden.

2. Medizinische und lebensmitteltechnische Anwendungen

Biokompatibilität und die Verwendung in Prothesen, Kathetern und medizinischen Schläuchen machen medizinisches Silikon zu einem unentbehrlichen Material. Stattdessen sollte lebensmittelechtes Silikon für Back- und Küchenutensilien bevorzugt werden, da es nicht in Lebensmittel eindringt, spülmaschinenfest ist und keine Haftung aufweist.

3. Elektrische und elektronische Geräte

Aufgrund seiner Fähigkeit, hohen Spannungen standzuhalten, und seiner isolierenden Eigenschaften haben sich Silikone in Kabeln, Steckverbindern und anderen elektronischen Bauteilen als unverzichtbar für Stromversorger sowie für Silikon- und Elektronikhersteller erwiesen.

Es ist für seine Umweltfreundlichkeit bekannt und daher in der Halbleiterindustrie sehr beliebt.

Wann man sich für Normalkautschuk entscheidet

1. Alltägliches Elemente und allgemeine Einstellungen

Der Grund dafür ist, dass einfache, alltägliche Dinge wie der Transport von Lasten oder einfachen Konsumgütern selten etwas anderes als einfachen Gummi erfordern. Man nimmt an, dass seine größere Dehnbarkeit mit seinen niedrigen Kosten zusammenhängt, wodurch er mit Sportartikeln wie Bällen, Schuhen und Gummibändern kompatibel ist.

2. Industrielle Anwendungen

In weniger anspruchsvollen Industrieumgebungen, in denen die Einwirkung von Chemikalien und Temperaturschwankungen keine große Rolle spielen, kann beispielsweise ein Gummi mit einer geringeren Festigkeitspräferenz zufriedenstellend geeignet sein. Er wird häufig bei der Arbeit mit Förderbändern, Dichtungen und einfachen Teilen gewählt.

3. Nachhaltigkeit und biologische Abbaubarkeit

Was viele vielleicht nicht bedenken, ist, dass der ökologische Vorteil von Gummi darin besteht, dass er sich abbaut, wenn er vergraben wird - ein Schlüsselfaktor für die umweltfreundliche Produktion und das Umweltbewusstsein des Produkts. Diese Eigenschaft ist nützlich für Gegenstände, die letztendlich weggeworfen werden, da sie sich leicht in diese Kategorien recyceln lassen, wie z. B. Verpackungen.

Die Zukunft der Gummiprodukte

Aufgrund der kontinuierlichen Entwicklung und des Fortschritts in der Materialwissenschaft wird Silikonkautschuk wahrscheinlich zu einem Synonym für gewöhnlichen Kautschuk, und der Unterschied zwischen Silikonkautschuk und gewöhnlichem Kautschuk kann verschwimmen.

Jetzt verbessern Hybridmaterialien wie Fluorelastomer-Syntheseelastomere die Leistung in vielen dieser anspruchsvollen Anwendungen. Im Laufe der Zeit sollten die Unterschiede zwischen diesen Kautschuktypen jedoch für die Entwickler von Vaping-Geräten und ihre Nutzer entscheidend werden.

Man glaubt, dass die Forschung an grünen Gummiprodukten der nächsten Generation das Image der Reifenindustrie verbessern wird. Da wir uns langsam auf eine ausgesprochen grüne Kultur zubewegen, ist kompostierbarer Kautschuk zu einem neuen Trend geworden, der zudem die Umwelt verbessert.

Schlussfolgerung

Der Markt für Gummiprodukte ist riesig, und Silikon- und herkömmliche Gummisorten machen nur einen kleinen Teil aller Gummiprodukte aus. Doch auch wenn die Zahl der Untergattungen unendlich sein mag, geht es hier um die Untergattungen, die ihre eigenen Merkmale haben und einen besonderen Platz in Büchern über Materialwissenschaft einnehmen. Jede Art hat ihre eigenen Eigenschaften, Verwendungszwecke und ihren eigenen Platz im großen Gobelin der Materialwissenschaft.

Diese Unterschiede zwischen den Materialien zu verstehen, ist jedoch nicht nur für Akademiker wichtig, sondern auch für Ingenieure, Designer und alle anderen, die Produkte herstellen, um die richtigen Materialien für das Produkt auszuwählen. Ein wesentlicher Bestandteil des Verständnisses beider Materialien ist die Kenntnis der Nuancen von Gummi und Silikon. Dadurch können fundiertere Entscheidungen getroffen werden, die die Anwendung beider Materialien sicherer, effizienter und praktischer machen.

Die Kontroverse Silikon versus Kautschuk ist keine schwarz-weiße Angelegenheit, sondern ein komplexer Balanceakt, der die Anwendungssituationen im Verbund erkennt und die Technologie entsprechend auswählt. Auf dem Weg zu stabileren, gebrauchstauglichen Materialien müssen wir die guten und schlechten Seiten jeder Komponente anerkennen.

Vom Alltagskomfort des feel reliable bis zur bahnbrechenden Leistung des SilikonkautschukDie sich wiederholenden Materialien, die für die Herstellung einer Vielzahl von Produkten verwendet werden, die wir regelmäßig benutzen, verdienen es, von uns allen auf einer viel tieferen Ebene erkannt und geschätzt zu werden.