SiliconbausteineSilicone sind weitverbreitete Kunststoffe. Dank der Stabilität der Silicium-Sauerstoff-Bindung sind sie widerstandsfähig gegenüber Chemikalien und Umwelteinflüssen und physiologisch unbedenklich. Forscher haben nun ein Verfahren entwickelt, um Silicon-Bausteine einfach und effizient herzustellen.
Das breit gefächerte Anwendungsspektrum der Silicone reicht von medizinischen Implantaten und Kosmetikartikeln über Hydraulik-Öle und Dichtmassen, bis hin zum Korrosionsschutz. Um Silicon-Kunststoffe für spezifische Anwendungen optimieren zu können, benötigt man maßgeschneiderte Chlorsilan-Bausteine zur Erzeugung und Vernetzung der langkettigen Polymere. Hierdurch lassen sich beispielsweise Viskosität und Fließeigenschaften des Materials beeinflussen.
Die Arbeitsgruppe um Prof. Matthias Wagner vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Goethe-Universität stellt in der Fachzeitschrift "Journal of the American Chemical Society" ein Verfahren vor, das gegenüber dem "Direkten Prozess" nach Müller und Rochow mehrere Vorteile hat. Als Ausgangsstoffe nutzt es Hexachlordisilan und Chlorkohlenwasserstoffe. "Hexachlordisilan wird bereits großtechnisch für die Halbleiterindustrie hergestellt und das von uns besonders intensiv genutzte Perchlorethylen (PER) ist eine nicht brennbare Flüssigkeit und so kostengünstig, dass sie weltweit als Lösungsmittel für die chemische Reinigung eingesetzt wird", erläutert Wagner. Der Prozess läuft zudem bei Raumtemperatur und unter Normaldruck ab. An Stelle eines Katalysators reicht zur Aktivierung eine geringe Menge Chlorid-Ionen aus.
"Unser Verfahren liefert hoch funktionalisierte Organochlorsilane, die ideale Vernetzer sind. Außerdem eröffnet ihre spezielle Struktur beste Möglichkeiten, die mechanische Flexibilität der Siliconketten nach Wunsch einzustellen", erklärt die Miterfinderin Isabelle Georg. Die Frankfurter Chemiker sehen das besondere Potential ihrer Monomere darin, dass diese neben Silicium-Chlor-Bindungen auch Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen enthalten. Erstere dienen zum Aufbau der anorganischen Silicium-Sauerstoff-Ketten, letztere lassen sich zu organischen Polymeren verknüpfen. Durch diese einzigartige Kombination eröffnen sich neue Wege zu anorganisch-organischen Hybridmaterialien.