• Spezielle Kunstoffe - Silikon
  • Birgit Lachner
  • 30.06.2020
  • Allgemeine Hochschulreife
  • Chemie
  • 12
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Si­l­ikone (auch Si­li­co­ne; Ein­zahl: das Si­li­kon oder Si­li­con), che­misch ge­nau­er Poly(or­ga­no)siloxa­ne, ist eine Be­zeich­nung für eine Grup­pe von künst­li­chen Po­ly­me­ren, bei denen Si­li­ci­um­ato­me über Sau­er­stoff­ato­me ver­knüpft sind. Die Be­zeich­nung „Si­l­ikone“ wurde An­fang des 20. Jahr­hun­derts von dem eng­li­schen Che­mi­ker Fre­de­ric Stan­ley Kip­ping (1863–1949) ein­ge­führt. Si­li­kon (engl.: si­li­co­ne) darf nicht mit Si­li­ci­um (engl.: si­li­con) ver­wech­selt wer­den. Die im Eng­li­schen ähn­li­che Schreib­wei­se führt oft zu fal­schen Über­set­zun­gen.



Aus­gangs­ma­te­ri­a­li­en zur Her­stel­lung sind fein ge­mah­le­nes rei­nes Si­li­ci­um (Si) und Me­thyl­chlo­rid (CH₃Cl). Da­durch wer­den zu­nächst die so­ge­nann­ten Sila­ne und dar­aus die Sila­no­le her­ge­stellt.

Silikon-​Fugenmasse
Mo­no­silan
Tri­me­thyl­sila­nol
Di­me­thyl­si­lan­di­ol
Me­thyl­sil­an­tri­ol
1
Ver­su­che die Namen Silan und Sila­nol zu er­klä­ren.
He­xa­me­thyl­di­siloxan

Aus zwei Mo­le­kü­len Tri­me­thyl­sila­nol lässt sich ein zu­sam­men­hän­gen­des Mo­le­kül He­xa­me­thyl­di­siloxan her­stel­len.

2
Schrei­be die Re­ak­ti­ons­glei­chung zur Her­stel­lung von He­xa­me­thyl­di­siloxan mit Struk­tur­for­meln auf.
3
Woher könn­te die Be­zeich­nung -​siloxan kom­men?
Po­ly­di­me­thyl­siloxan PDMS
4
PDMS ist ein Po­ly­mer, das man aus den vor­ge­nann­ten Si­li­ci­um­ver­bin­dun­gen her­stel­len kann.
  • Wel­che der vor­her ge­nann­ten Stof­fe bräuch­te man für die Her­stel­lung von PDMS. Be­grün­de deine Aus­wahl im Ver­gleich zu an­de­ren Po­ly­me­ren (wie Poyl­es­ter).
  • Schreib eine Re­ak­ti­ons­glei­chung für diese Re­ak­ti­on auf
  • Um wel­che Art von Po­ly­me­ri­sa­ti­ons­re­ak­ti­on han­delt es sich hier?

Po­ly­di­me­thyl­siloxan ist ein Si­li­kon­öl. Es ist farb­los, durch­sich­tig, flüs­sig und gilt als un­gif­tig und che­misch inert. Unter der eng­li­sche Be­zeich­nung Di­me­thi­co­ne wird es als Arz­nei­mit­tel gegen Gas­an­samm­lun­gen im Magen-​Darm-Trakt (hier als Ent­schäu­mer), als Wirk­stoff gegen Kopf­läu­se, zur Gleit­be­schich­tung beim Groß­teil aller ver­kauf­ten Kon­do­me und für Kos­me­tik­pro­duk­te ver­wen­det.

5
Ver­su­che zu er­klä­ren, warum es sich um eine Flüs­sig­keit han­delt, auch im Ver­gleich zu ähn­li­chen Koh­len­stoff­po­ly­me­ren. Be­trach­te dazu auch den EN-​Wert von Si­li­ci­um.
6
Für Fu­gen­dicht­mas­se und feste Si­li­kon­tei­le wie Ku­chen­for­men usw. ist das PDMS nicht ge­eig­net. Mache einen Vor­schlag, wie man eine fes­te­re Si­li­kon­ver­bin­dung her­stel­len kann.
7
Fu­gen­dicht­mas­se här­tet erst au­ßer­halb der Tube, wenn sie mit Luft bzw. Luft­feuch­tig­keit in Kon­takt ge­kom­men ist, aus. Wie kann man das ohne wei­te­re Be­stand­tei­le nur mit den Sila­no­len er­klä­ren, dass das vor­her flüs­si­ge Ma­te­ri­al erst fest wird.

Lö­sungs­hin­wei­se zu Auf­ga­be 3

Nimmt man die Dar­stel­lung rechts genau, bräuch­te man für die Enden noch Tri­me­thyl­sila­nol!

Lö­sungs­hin­wei­se zu Auf­ga­be 4

PDMS - Er­staun­lich ist, dass das Zeichen-​Programm bei den Sauerstoff-​Atome kei­nen Win­kel ein­zeich­net. Keine Ah­nung ob das ein Feh­ler ist!?
PDMS im Ka­lo­t­ten­mo­dell - man sieht kein O-​Atom!

Lö­sungs­hin­wei­se zu Auf­ga­be 6

Für die Kleb- und Dicht­sys­te­me wer­den so­ge­nann­te Pre­po­ly­me­re (Po­ly­me­re, die sich noch in einem Vor­sta­di­um zu einem rich­ti­gen Po­ly­mer be­fin­den) ein­ge­setzt, deren Ket­ten­en­den durch funk­ti­o­nel­le Grup­pen so ge­stal­tet sind, dass sie unter Ein­wir­kung von Luft­feuch­tig­keit (bei 1-​komponentigen Si­likonen) oder nach Zu­ga­be eines Här­ters (2K-​Systeme) zu einem hoch­mo­le­ku­la­ren Po­ly­mer ver­net­zen.

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