15. August 2025

 

Schaumstabilisatoren aus Silikon gehören zur Gruppe der Tenside und lassen sich in Nicht-Silikon- und Organosiliciumverbindungen unterteilen. Derzeit sind polyethermodifizierte Organosilicium-Tenside (allgemein als „Silikonöl“ bekannt) die am häufigsten verwendeten Schaumstabilisatoren in der Industrie. Ihre Primärstruktur besteht aus Block- oder Pfropfcopolymeren aus Polysiloxan und Polyalkylenoxid. Aufgrund ihrer vielfältigen Strukturvariationen und ihrer hervorragenden Eigenschaften Polyether-modifizierte Organosilicium-Tenside wurden in der Polyurethanschaumindustrie weithin als Schaumstabilisatoren eingesetzt.

Organosiliciumschaum gibt es in verschiedenen Strukturen. Stabilisatoren; die Struktur des Silikonstabilisators, der in flexiblem Schaumstoff, Hartschaum und hochelastischer (HR) Schaumstoff Systeme, unterscheidet sichSie enthalten jedoch im Allgemeinen sich wiederholende Dimethylsiloxan-, Ethylenoxid- (EO-) und Propylenoxid- (PO-) Einheiten. Eine der Hauptfunktionen von polyethermodifizierten Siloxan-Tensiden ist die Verbesserung der Kompatibilität zwischen PPU und der Schaummatrix, wodurch eine gleichmäßige Dispersion des Polyurie gewährleistet wird. Diese Funktion wird durch ihre Polyethersegmente erreicht. Die Verknüpfung zwischen Siloxan und Polyalkylenoxid kann verschiedene Formen annehmen, wie zum Beispiel:

  • Lineare Blockstruktur vom AB-Typ
  • ABA-artige lineare Blockstruktur
  • Einzel- und mehrzweigige Struktur

In den obigen Strukturformeln:

  • R steht für H, CH₃, C₂H₅ usw., wobei es sich meist um Methylgruppen handelt.
  • "R" steht für H oder eine organische Gruppe.
  • (CH₂O)ₙ bezeichnet typischerweise statistische Copolymere aus Ethylenoxid (CH₂CH₂O) und Propylenoxid [CH(CH₃)CH₂O].
  • R' steht für eine Alkylgruppe oder kann fehlen.

Auf Grundlage der Art der chemischen Bindung zwischen den Polysiloxan- und Polyalkylenoxidsegmenten – der Verknüpfung zwischen Silicium-, Sauerstoff- und Kohlenstoffatomen – lassen sich Organosilicium-Tenside in zwei Typen einteilen:

  • Si-OC-Typ (Silizium-Sauerstoff-Kohlenstoff-Kette)
  • Si-C-Typ (Silizium-Kohlenstoff-Kette)
  • Die Si-C-Bindung unterliegt keiner Hydrolyse, wodurch das Produkt über lange Zeiträume ohne Qualitätsverlust gelagert werden kann. Daher werden in Hartschaum und hochelastischem Schaumstoff Silikonstabilisatoren vom Si-C-Typ verwendet. Hartschaumstabilisatoren bestehen typischerweise aus Polyether-Polydimethylsiloxan-Copolymeren, die wasserunlöslich und nicht hydrolysierbar sind und emulgierende sowie nukleierende Eigenschaften besitzen. Auch Stabilisatoren für hochelastischen Schaumstoff sind in der Regel wasserunlöslich und nicht hydrolysierbar.
  • Die Wirksamkeit von Silikon-Tensiden auf Polyesterbasis sollte deutlich geringer sein als die von Silikon-Tensiden auf Polyetherbasis. Dies gilt für kaltvernetzende, hochelastische Schaumsysteme und mikrozelluläre Elastomere.
  • Silikonstabilisatoren sind im Allgemeinen bei Raumtemperatur farblose bis blassgelbe, transparente Flüssigkeiten.
  • Die Dosierung von Silikonstabilisatoren liegt zwischen 0.1 % und 2.5 %, typischerweise zwischen 0.5 % und 1.5 %. Höhere Dosierungen führen zu feineren Zellen, können aber auch geschlossenzellige Strukturen zur Folge haben. Im selben System ist die Dosierung von Silikonstabilisatoren für Schäume mit niedriger Dichte im Allgemeinen höher als für solche mit hoher Dichte. Bei Systemen mit hohem Wärmedämmwert und hohem TDI-Gehalt kann eine Kombination aus Schaumstabilisatoren und Schaummodifikatoren eingesetzt werden.
  • In den letzten Jahren wurden Silikonstabilisatoren mit geringer Beschlagbildung entwickelt. Flammhemmungund niedrige Emissionen sind sehr beliebt.
 


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