EL-MO II Moleküle, Schulbuch

164 10.4 SILIcOnE Struktur • Siloxane • Silane • Silicone • Siliconöle • Siliconkautschuk Silicone sind eine Gruppe von Kunststoffen, die einen Grenzfall zwischen anorgani- schen und organischen Verbindungen darstellen. Das Grundgerüst der Silicone bil- den Silicium-Sauerstoffbindungen, wie sie von den Silicaten aus der anorganischen Chemie bekannt sind. Die freien Valenzen des Siliciums sind mit Methylgruppen, seltener mit anderen kurzkettigen Alkylgruppen oder mit Phenylgruppen, abgesät- tigt. Systematisch werden die Silicone Polyorganosiloxane genannt. Der Trivialname Silicone ist aber gebräuchlicher. Die Silicium-Sauerstoffketten mit ihren festen Bindungen bilden ein sehr stabiles Grundgerüst, die Alkylgruppen wirken stark hydrophob. Silicone sind daher sehr re- aktionsträge Verbindungen, die hohe Temperaturen ohne Zersetzung aushalten. Die Moleküle können kettenförmig mit relativ kurzen Ketten gebaut sein, dann entste- hen die flüssigen Siliconöle. Es sind aber auch Ringe und Verzweigungen mit räum- lich schwach oder stark vernetzten Strukturen möglich. Je nach Struktur entstehen dann elastomere bis harte Feststoffe. Hergestellt werden die Silicone aus den Chlormethylsilanen (oder Chlorphenylsila- nen). Sie entstehen durch Reaktion von gepulvertem Silicium mit Chlormethan (oder Chlorbenzen). Das Gemisch verschieden substituierter Chlormethylsilane wird durch Destillation getrennt. Die Verbindungen werden anschließend hydrolysiert, wobei das Chlor durch OH ersetzt wird. Die so entstehenden Silanole kondensieren zu den Siliconen. Je nachdem, ob mehr mono-, di- oder trifunktionelle Silanole eingesetzt werden, kann man die Kettenlänge und den Vernetzungsgrad steuern. Die Siliconöle zeigen eine nur wenig temperaturabhängige Viskosität und sind che- misch inert, außer gegen starke Säuren und Basen. Sie werden als Hydrauliköle, Transformatorenöle, zum wasserabweisenden Imprägnieren von Glas, Leder und Textilien und als Salbengrundlagen in der Medizin verwendet. Siliconharze sind wär- mebeständige Kunstharze, besonders wenn Phenylsilicone eingesetzt werden. Sie werden zusammen mit Polyesterharzen in der Lackerzeugung eingesetzt. Siliconkautschuke sind vernetzbar und können zu gummiartigen Massen verarbeitet werden, die als Dichtmassen und Fugenmassen Verwendung finden. Auch Schläuche für medizinische Zwecke werden daraus hergestellt. In der plastischen und kosme- tischen Chirurgie werden Silicone aufgrund ihrer geringen Reaktionsbereitschaft eingesetzt. Man hielt sie lange Zeit für physiologisch völlig unbedenklich, in letzter Zeit sind daran allerdings Zweifel aufgetaucht. ■ 164.1: Stell die voll- und halbsynthetischen Kunststoffe, die zur Herstel- lung von Textilfasern verwendet werden, aus den besprochenen zusammen! Erläuter den Unterschied zwischen Viscoseseide und Acetatseide! Sind die Kunstseiden mit natürlicher Seide chemisch verwandt? ■ 164.2: PMMA wird aus Monomeren hergestellt, die zur Gruppe der Ester gehören. Ist PMMA ein Polyester? ■ 164.3: Ermittle die Struktur von PA-6-12! Gib den Unterschied in der Struktur zwischen Polyamiden und Naturseide an! ■ 164.4: Vergleich die Umweltfreundlichkeit von Papier und von PE-Folien für Einwegverpackungen! Berücksichtige die Rohstoffe, Umwelt- probleme bei der Herstellung und bei der Entsorgung (Recycling- fähigkeit)! In welchen Bereichen ist Papier und in welchen PE gün- stiger? ÜBUngEn Si O Si O Si CH 3 H 3 C CH 3 H 3 C CH 3 CH 3 H 3 C H 3 C Si H 3 C Cl 2 2 Chlormethan CH 3 Si Cl H 3 C Cl Silicium Dichlor-dimethyl- silan Dimethyl- siloxan SILICON CH 3 Si OH H 3 C OH CH 3 Si HO CH 3 OH CH 3 Si O H 3 C OH Si CH 3 CH 3 OH CH 3 Si O H 3 C O Si CH 3 O CH 3 Si CH 3 CH 3 O H 3 C Cl HCl H 2 O Abb. 164.2: Herstellung der Silicone Abb. 164.1: Die Siloxan-Struktur 10 naTÜrlICHe und SYnTHeTISCHe MaKrOmOleKÜle Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv