Flüssigsilikonkautschuk (LSR)

Flüssigsilikonkautschuk (LSR), die größte Gruppe der Silikonfamilie, wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Ihre Vielseitigkeit ist hauptsächlich in der einzigartigen Kombination ihrer universellen Materialeigenschaften begründet: chemische Beständigkeit, Hydrophobie, ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und die Fähigkeit, extremen Temperaturen zu widerstehen. Häufig werden sie in medizinischen Produkten eingesetzt, da sie eine hervorragende Biokompatibilität aufweisen und eine sichere Sterilisation mit verschiedenen Methoden möglich ist.

Ähnlich wie bei anderen duroplastischen Materialien umfasst die Verarbeitung von flüssigen Silikonkautschuken die chemischen Härtungsreaktionen. Diese irreversible Änderung der rheologischen Eigenschaften und die anschließende Verfestigung (Vulkanisation) stellt die Fließsimulation vor einzigartige Herausforderungen. Bei der simulationstechnischen Abbildung des Prozesses gibt es zwei Möglichkeiten - die Berechnung der Füllphase oder die des gesamten Aushärtungsprozesses.

Für die Berechnung des Füllvorganges ist es meist ausreichend, wenn nur das nicht reaktive Viskositätsmodell bekannt ist. Der Grund dafür liegt in der Tatsache, dass die Vernetzung (und folglich die Viskositätserhöhung) bis zum Ende der Füllung in vielen Fällen vernachlässigbar ist. Infolgedessen kann der Füllvorgang von Flüssigsilikonkautschuk wie bei Thermoplasten betrachtet werden. Wird der Platinkatalysator im LSR weggelassen, ist eine Messung der temperatur- und schergeschwindigkeitsabhängigen Viskosität problemlos möglich.

Sind dagegen sowohl die Aushärtung als auch die Schwindung relevant - betrachtet man also den gesamten Aushärtungsprozess - müssen auch die reaktive Viskosität, die Aushärtekinetik und das spezifische Volumen vs. Aushärtung (pvTc) bekannt sein. Ein Vorteil der LSR‘s ist, dass die Komponenten ohne zeitliche Einschränkungen gelagert und transportiert werden können. Sie werden erst reaktiv, wenn sie gemischt werden, was auch für die Materialcharakterisierung günstig ist. Flüssige Silikonkautschuke erfordern bei der Verarbeitung eine spezielle Behandlung bevor sie vulkanisieren, beispielsweise ein distributives Mischen, während das Material auf niedrigen Temperaturen gehalten wird. Dies definiert Grundregeln im Umgang mit dem Material sowohl bei der Verarbeitung als auch bei der Charakterisierung.

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