Silanes & Siloxanes

Auch in der Produktklasse der Siloxane ist abcr Spezialist. In der abcr-Produktpalette finden Sie nicht nur die handelsüblichen Produkte wie die Polydimethylsiloxane (PDMS), z.B. als Öle mit den verschiedensten Viskositäten. Auch hochreine Produkte für Medizinanwendungen oder spezifisch funktionalisierte Siloxane synthetisieren wir maßgeschneidert.

Die Anwendungen von Silanen auf Oberflächen sind außerordentlich vielfältig. Die haftvermittelnden Eigenschaften machen sich viele Industriebranchen zu Nutze. An erster Stelle stehen hier die Bereiche Farben, Lacke, Kleb- und Dichtstoffe, Gummi, Kunststoffe und Glas. Beschichtungen mit dem Sol-Gel-Verfahren erzielen hervorragende Kratzfestigkeiten. Die Eigenschaft der Hydrophobierung nutzt man z.B. im Bautenschutz, bei Anti-Korrosions-Beschichtungen oder bei der Beschichtung von Pulvern.

Die Fluorsilane, die eine extrem hydrophobe UND oleophobe Oberfläche erzeugen, kommen in populären Anwendungen wie Anti-Graffiti  oder schmutzabweisenden Glasoberflächen (Bad, Autoscheiben) zum Einsatz. In der Pharmazeutischen Industrie sind Silane auch als Synthesebausteine, Reduktionsmittel oder Schutzgruppen gefragt.

Standard-Siloxane finden unter anderem in Reinigungsmitteln, Kosmetika, Deodoranten, Waschmitteln oder als Entschäumer Verwendung. Hochreine Produkte ragen aus dem Standard-Sortiment heraus, weil die Qualitäten hohen Ansprüchen wie in der Medizin oder in der Pharmaanwendung genügen. Funktionalisierte Siloxane werden oft auf die Anwendung hin optimiert. Das heißt, es werden organische Gruppen an die Molekülketten gebunden, die anschließend eine besondere Oberflächeneigenschaft erzeugen. Zudem eignen sie sich wie die Methacryleinheiten zur Vernetzung. Das bekannteste Beispiel sind wasser- und sauerstoffdurchlässige Kontaktlinsen.

Sollte das gewünschte Molekül noch nicht existieren, helfen wir gerne dabei, es zu synthetisieren – vom Labormaßstab bis hin zu kommerziellen Mengen.

Mit der Bezeichnung Silane, die eigentlich für Silizium-Wasserstoffverbindungen steht, sind oft die Organofunktionellen Silane der Struktur R_xSi−(OR`)_(4-x) gemeint.

Siloxane haben die allgemeine Struktur R₃Si−[O−SiR₂]_n−O−SiR₃ (R = Wasserstoff, Alkyl- oder ein beliebig wählbarer organischer Rest). Sind keine Wasserstoffatome vorhanden und die Ketten länger, spricht man auch von Silikonen.

Organofunktionelle Silane lassen sich hervorragend auf anorganische Oberflächen wie Glas, Metall, Metalloxiden, Mineralien, Pigmenten usw. aufbringen. Sie modifizieren und funktionalisieren die Oberflächen. Es gibt viele Verfahren, um Silane chemisch an die Oberfläche zu binden, z.B. durch Gasphasentechnologien wie CVD, ALD oder aus der flüssigen Phase, wie im SOL-GEL-Prozess. Dabei kommen auch Metallsäureester von abcr zum Einsatz. Bei glatten Oberflächen werden die Silane oft aus alkoholisch-wässriger Lösung durch Tauchen oder Streichen aufgebracht. Bei rauen Oberflächen, wie Pulvern oder anorganischen Pigmenten, geschieht dies auch durch Aufsprühen.

Organofunktionelle Silane sind häufig bifunktionell. Am Silizium gebundene Alkoxy- oder andere Abgangsgruppen wie z.B. Amino-, Amido- oder Chloro-Substituenten hydrolysieren in Gegenwart von Feuchtigkeit. Es entsteht dabei die reaktive Zwischenstufe – das „Silanol“. Dieses bindet sich dann chemisch an die anorganische Oberfläche, im Idealfall sogar als monomolekulare Schicht. Durch die freie Wahl des Liganden am Silizium, der „organofunktionellen Gruppe“, lässt sich die Oberfläche beliebig verändern. Die Modifizierungen bewirken eine Haftvermittlung zu organischen Substraten oder eine Veränderung der Polarität an der Oberfläche. Typische Vertreter für die Haftvermittlung sind die Amino-, Epoxy-, Methacryl- oder die Vinylsilane. Diese verbinden sich mit der Polymerseite, wie zum Beispiel in glasfaserverstärkten Kunststoffen. Zur reinen Hydrophobierung finden auch nicht-funktionelle Alkylsilane Einsatz. Klassisches Beispiel hierfür ist die Betonhydrophobierung. Einen ganz besonderen wasser- und schmutzabweisenden Effekt erreichen Sie mit Fluorsilanen, erkennbar an extrem hohen Kontaktwinkeln.

Bei Gasphasenprozessen wie CVD oder ALD werden die Silane meist zersetzt. Sie scheiden sich dann auf Oberflächen, die auch organischer Natur sein können, als SiO_x oder SiN_x ab. In diesen Verfahren sind die Silane sogenannte Precurser, so wie auch die Metallkomplexe aus dem Programm von abcr.

Im Sol-Gel Verfahren kommen verschiedene Produktklassen aus unserem Hause zum Einsatz. Neben dem Hauptbestandteil, dem Tetraethoxysilan TEOS, stehen auch weitere Komponenten wie organofunktionelle Silane, Metallsäureester oder Di(Meth-)acrylate für Sie bereit. abcr bietet nicht nur die gängigen Silane an. Unsere Produktionsanlage in Spanien setzt einen Schwerpunkt auf die Spezialitäten. Einige tausend Silantypen stehen für spezielle Anforderungen bereit.