Kauczuk Silikonowy [MQ]

Kauczuki silikonowe są zbudowane z nieorganicznego łańcucha głównego o strukturze Si-O z organicznymi grupami bocznymi. Wytwarzanie polega na polimeryzacji chlorosilanów, np. metylochlorosilanów. W zależności od masy cząsteczkowej otrzymuje się sieciowane wysokotemperaturowo kauczuki stałe (typu HTV), kauczuki od konsystencji pasty do konsystencji stałej sieciowane różnymi dodatkami, które również wulkanizują pod wpływem ciepła (typy LSR – Liquid Silicone Rubber) oraz sieciowane w temperaturze normalnej (typy RTV).

Przy kauczukach typu RTV wyróżnia się polimery sieciowane jednoskładnikowe i dwuskładnikowe. Organiczne łańcuchy boczne zbudowane są przeważnie z grup metylowych. Jeżeli łańcuch podstawowy posiada jedynie grupy boczne metylowe, oznacza się go MQ.

Jeżeli do struktury wprowadzi się dodatkowe grupy winylowe, układ nosi skrót VMQ, przy dodatku grup fenylowych – PVMQ oraz PMQ, kiedy nie ma żadnych grup winylowych. Struktura organicznych grup bocznych ma wyraźny wpływ właściwości polimeru. Grupy winylowe poprawiają stopień sieciowania oraz zachowanie po działaniu nacisku odkształcającego jak i wartości wytrzymałości na rozrywanie. Grupy fenylowe natomiast poprawiają właściwości w niskich temperaturach i odporność na działanie promieniowania wysokoenergetycznego. Generalnie wulkanizaty kauczuków silikonowych odznaczają się wysoką odpornością na ciepło, na działanie tlenu, ozonu i promieniowanie UV a także dobrymi właściwościami izolacji elektrycznej. Kauczuki typu HTV i LSR dostarcza się jako przedmieszki z wyprażonym kwasem krzemowym, gdyż czyste polimery mają za małą lepkość. Typy RTV są również przygotowane jako przedmieszki z prażonym kwasem krzemowym (krzemionką), kredą lub kwarcem.

Właściwości mechaniczne, typy HTV: właściwości wytrzymałościowe leżą poniżej wartości parametrów dla innych elastomerów, pozostają jednak, w przeciwieństwie do wielu innych elastomerów, w temperaturowym zakresie operacyjnym na tym samym poziomie. Elastyczność (sprężystość), szczególnie w średnim zakresie twardości od 50 do 60 stopni Shore’a w skali A jest bardzo wysoka. Stała sprężystości w szerokim zakresie temperatur pozostaje praktycznie na stałym poziomie.       

Obciążenie termiczne: odporność temperaturowa długotrwała w gorącym powietrzu leży w granicach 180^oC, krótkotrwale natomiast do 250^oC (1000h)w układach otwartych. W układach zamkniętych natomiast (z wykluczeniem tlenu, hydroliza katalityczna) i pod wpływem gorącej pary odporność temperaturowa spada do wartości ok. 120^oC. Elastyczność w niskich temperaturach leży, w zależności od budowy łańcucha polimerowego, przy -45^oC dla typu kauczuku VQM, dla typu PVMQ natomiast, który zawiera jeszcze dodatkowo grupy fenylowe – przy -100^oC.

Zachowanie starzeniowe: wulkanizaty wulkanizują ponad  przeciętną odporność na ozon, warunki atmosferyczne i na promieniowanie UV.

Kauczuki sylikonowe wykazują dobrą odporność na alifatyczne oleje silnikowe i przekładniowe, płyny hamulcowe oparte na glikolu, oleje parafinowe, zwierzęce i roślinne, wodę do 100^oC oraz rozcieńczone roztwory soli. Wulkanizaty są nieodporne na oleje naftenowe i aromatyczne, paliwa, chlorowane węglowodory, estry, ketony, etery, oleje silikonowe, kwasy, alkalia i para wodna powyżej 120^oC.

Właściwości elektryczne: wulkanizaty kauczuków silikonowych wykazują już przy temperaturach pokojowych właściwości izolacyjne, które leżą w zakresie wartości dla najlepszych znanych elastycznych materiałów izolacyjnych. Także w 180^oC pozostają właściwości te prawie niezmienione. Inne kauczuki zaczynają już zawodzić lub już zawiodły. Z powodu wysokiej odporności cieplnej  kable silikonowe lub przewody mogą być obciążone bardziej niż zwykłe izolacje gumowe i to o 50%.

Właściwości powierzchniowe/przyczepność:  wulkanizaty nie przylegają do powierzchni kleistych ani do lodu. Są one hydrofobowe. Poprzez zastosowanie specjalnych środków poprawiających przyczepność kauczuk silikonowy może się wiązać trwale z metalami, tkaninami szklanymi, itp. Odporność na promieniowanie: wulkanizaty porównywalne z innymi elastomerami są względnie  odporna na promieniowanie. Przy dawce 100 kGy wydłużenie względne przy zrywaniu spada o 15%.

• Typy LSR – właściwości mechaniczne i inne: wartości wytrzymałościowe i elastyczność (sprężystość) odpowiadają wartościom typów HTV w zakresie twardości od 30 do 70 stopni Shore’a w skali A. To samo obowiązuje dla pozostałych właściwości.
• Typy RTV – właściwości mechaniczne: poziom właściwości wytrzymałościowych jest niższy w porównaniu z typami HTV i LSR. Poza tym odporność termiczna jest niższa. Inne właściwości odpowiadają innym typom kauczuków silikonowych.
• Typy HTV: kable, materiały izolacyjne, uszczelnienie (np. piece do pieczenia, kuchenki mikrofalowe, reflektory, klapy odpowietrzające), walce do kopiarek, do obróbki szkła, tekstyliów, taśmy transportowe, artykuły techniczne formowane wtryskowo lub metodą wytłaczania (np. profile do szyb samochodowych ), taśmy do uszczelnienia fug, uszczelnienia do ram i skrzydeł okiennych, artykuły medyczne, kable (siłownie, metro, wieżowce), węże, (np. węże do dializ, maski do narkozy), korki do pojemników medycznych, itp.
• Typy LSR: O-ringi, uszczelnienia wszelkiego rodzaju, elementy sprężynujące, przełączników, maty stykowe klawiatur zdalnego stosowania, telefonów, aparaty sterujące, pokrywy przełączników, tłumiki drgań, itp.
• Typy RTV: masy wylewane, uszczelniające, odwzorowujące, (układy dwuskładnikowe, niski skurcz, wierne odwzorowanie kształtów), masy do wypełniania fug, itp.