Silikonöle

Datei:Siloxane Polymer.PNG

Die sich wiederholende Einheit des Siloxan-Polymers

Silikonöle (eigentlich Diorganopolysiloxane; polymerisierte Siloxane mit organischen Seitenketten) stammen aus der Gruppe der Silikone und sind synthetische siliciumbasierte Öle, welche, im Gegensatz zu Mineralölen oder Pflanzenölen, keine organischen, also kohlenstoffbasierten, sondern siloxanbasierte Ketten-Moleküle als Grundstruktur besitzen. Diese zeichnet sich durch die periodisch alternierende Anordnung von Silicium- und Sauerstoffatomen mit der allgemeinen Summenformel [R¹R²SiO]_n<ref name="Kaiser">W. Kaiser, R. Riedle: Silikone. In: H. Harnisch, R. Steiner, K. Winnacker (Hrsg.): Winnacker-Küchler: Chemische Technik, Organische Technologie II. 4. Auflage. Band 6, Carl Hanser Verlag, München 1982, S. 838.</ref> aus. An den freien Außenelektronen des Siliciums hängen Reste R, welche organische Reste sind, aber auch Halogene sein können. Also haben Silikonöle neben dem anorganischen Anteil auch einen organischen Anteil.

Eigenschaften

Silikonöle sind klare, farblose, ungiftige, neutrale, geruchslose, geschmacklose, chemisch inerte, in einem weiten Spektrum temperaturstabile, hydrophobe Flüssigkeiten mit einer Molekülmasse von Vorlage:Str replace g/mol bis Vorlage:Str replace g/mol, einer Dichte von Vorlage:Str replace g/cm³ bis Vorlage:Str replace g/cm³ und Viskositäten von Vorlage:Str replace mPa s bis Vorlage:Str replace mPa s. Des Weiteren sind sie hervorragende elektrische Isolatoren.<ref>H. Miyahara, A. Nakajima, J. Wada, S. Yanabu: Breakdown Characteristics of Combined Insulation in Silicone Oil for Electric Power Apparatus. In: "2006 IEEE 8th International Conference on Properties and applications of Dielectric Materials", Properties and applications of Dielectric Materials, 8th International Conference. 2006, S. 661–664. doi:10.1109/ICPADM.2006.284264. ISBN 1-4244-0190-9.</ref> Silikonflüssigkeiten weisen eine niedrige Oberflächenspannung von Vorlage:Str replace mN/m (bei 25 °C) oder weniger auf. Sie sind auch an der Luft dauerwärmebeständig bis ca. Vorlage:Str replace °C. Ihr Stockpunkt liegt je nach Viskosität bei Vorlage:Str replace °C bis Vorlage:Str replace °C. Silikonflüssigkeiten weisen zwischen Vorlage:Str replace °C und bis Vorlage:Str replace °C Schmiereigenschaften auf. Die Schmierfähigkeit ist geringer als die von Mineralölen und anderen Schmierstoffen. Sie neigen nicht zum Verharzen. Silikonflüssigkeiten sind löslich in Benzol, Toluol, aliphatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen. Sie sind wenig beständig gegen starke anorganische Säuren und Basen. Wie alle Silikone sind sie sehr gut gasdurchlässig.<ref>M. G. Woronkow, W. P. Mileshewitsch, Yu. A. Yuzhelewski: The Siloxane Bond, Physical Properties and Chemical Transformations. In: Studies in Soviet Science. New York / London 1978, S. 6 ff.</ref><ref name="Kaiser" />

Der Vertreter mit dem einfachsten Aufbau ist das Polydimethylsiloxan in dem Rest R¹ und R² (siehe obige Strukturformel) je eine Methylgruppe ist.

Industrielle und technische Verwendung

Es gibt sehr viele Verwendungsmöglichkeiten von Silikonölen. Einige der wichtigsten sind:

• Als Allzweck-Schmieröl wird es meist in Sprühdosen angeboten. Im Gegensatz zu gewöhnlichem Schmierölen hinterlässt es kaum Flecken und verträgt sich auch mit Gummi und Kautschuk. Es bleibt bis −50 °C flüssig und ist ebenfalls hitzestabil bis annähernd 300 °C. Solange Silikonöl kein Wasser aufgenommen hat, ist es ein guter elektrischer Isolator. Es ist scherstabil, hat aber eine geringe Schmierfähigkeit, insbesondere bei Reibung von Stahl auf Stahl. Aufgrund seiner geringen Oberflächenspannung verteilt es sich relativ gut.
• In der Kältetechnik bei der Gefriertrocknung werden Silikonöle als Kälteträger verwendet<ref>A. Brulls, M. Johan: Method of monitoring a freeze drying process. AstraZeneca UK, London 2001, S. 3.</ref> sowie wegen ihrer Nichtbrennbarkeit in Wärmebädern von Laboratorien, sogenannten Ölbädern, als Wärmeträger eingesetzt.<ref>Patentanmeldung DE102004042829A1: Silikonöl als Arbeitsfluid für einen Thermostat sowie ein solcher Thermostat. Angemeldet am 27. August 2004, veröffentlicht am 2. März 2006, Anmelder: EGO Elektro Gerätebau GmbH, Erfinder: Wolfgang Thimm et al. (Seite 2).‌</ref>
• Aufgrund ihrer niedrigen Oberflächenspannung haben einige Silikonöle eine schaumhemmende Wirkung und kommen entsprechend typischerweise in industriellen Anlagen, wie Fermentern oder Destillationsanlagen zum Einsatz, wo Schaumbildung kritische Folgen haben kann.<ref>Patent DE1544001A1: Verfahren zur Aktivierung von Entschäumerflüssigkeiten. Angemeldet am 31. August 1966, veröffentlicht am 26. Juni 1969, Anmelder: Degussa, Erfinder: Kurt Klein, Joachim Maluzi.‌</ref>
• Silikonöl ist auch ein hervorragendes Treibmittel in Öldiffusionspumpen.
• Silikonflüssigkeiten spielen eine wichtige Rolle als elektrische Isolierstoffe (Dielektrika),<ref>Patent DE2446591A1: Elektrisch isolierendes Öl. Angemeldet am 30. September 1974, veröffentlicht am 24. April 1975, Anmelder: Kureha Chemical Ind. Co. Ltd, Erfinder: Takahashi Masaaki et al.‌</ref> (z. B. in Transformatoren).
• Spezielle Knetmassen, wie Hüpfender Kitt, bestehen zur Hälfte aus Silikonöl, während die andere Hälfte aus Borsäure besteht.
• Im Fahrzeugbau werden Silikonflüssigkeiten höherer Viskosität als Fluide zur Drehmomentübertragung mit automatischem Drehzahlausgleich in Visco-Kupplungen als Achs- oder/und (in Verbindung mit einem) Zentraldifferential eingesetzt.

Außerdem können Silikonöle als Hydraulikflüssigkeit, als Formtrennmittel,<ref>Patent DE2641898C2: Formtrennmittel. Angemeldet am 17. September 1976, veröffentlicht am 9. April 1987, Anmelder: Daikin Kogyo Co. Ltd, Erfinder: Norio Horiuchi et al.‌</ref> als Inhaltsstoff für spezielle Druckfarben,<ref>Patent DE602004001025T2: Magnetischer Toner. Angemeldet am 26. Februar 2004, veröffentlicht am 23. November 2006, Anmelder: Canon KK, Erfinder: Yoshihiro Ogawa et al.‌</ref> zum Hydrophobieren von Glas (z. B. in der Pharmazie), Keramik, Textilien, Leder usw.,<ref>Patentanmeldung DE2843234A1: Schutzmittel zur Bildung eines Schutzüberzuges einer Siliciumorganischen Verbindung auf Glas- und Keramikflächen. Angemeldet am 4. Oktober 1978, veröffentlicht am 17. April 1980, Anmelder: Collo GmbH, Erfinder: Peter Ehlenz.‌</ref> Putz- und Poliermittelzusatz für Autolacke, Metalle, Leder und Möbel,<ref>Patent DD220321A1: Lackpflege-, Reinigungs- und Konservierungsmittel. Angemeldet am 21. November 1983, veröffentlicht am 27. März 1985, Anmelder: VEB Petrochemisches Kombinat, Erfinder: Götz Bauerfeind et al.‌</ref> zur Verhütung des Ausschwimmens von Pigmenten in pigmentierten Lacken, als Manometerflüssigkeit, Sammler bei Flotationsprozessen und als Dämpfungsmittel verwendet werden.<ref>Patent DE1292451B: Dynamischer Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftmaschinen. Angemeldet am 21. Februar 1964, veröffentlicht am 10. April 1969, Anmelder: Jarmuefejlesztesi Intezet, Erfinder: Sandor Betlej.‌</ref>

Silikonfett

Silikonfett ist ein wasserfestes Fett. Es wird hergestellt durch die Verbindung eines Silikonöls mit einem Verdickungsmittel.<ref>Thorsten Bartels u. a.: Lubricants and Lubrication. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim 2005. </ref>

Technische Anwendungen

Silikonfett wird häufig für die Schmierung und Konservierung von Gummiteilen verwendet, die empfindlich auf Kontakt mit mineralischen Ölen reagieren. Es fungiert auch als Korrosionshemmer und Schmiermittel für Zwecke, die dickere Schmiermittel erfordern. Als Armaturenfett bzw. Heißwasserfett wird es auch zur Schmierung von Trinkwasser-Armaturen eingesetzt.

Der Einsatz im chemischen Labor

Silikonfett ist weit verbreitet als temporäres Dichtungsmittel und Schmiermittel für Verbindungsschliffe / Schliffverbindungen, wie sie typischerweise an Laborglas verwendet werden. Obwohl Silikone als chemisch träge gelten, entstanden einige historisch bedeutsame Verbindungen durch unintendierte Reaktionen mit Silikonen.<ref>I. Haiduc: Silicone Grease: A Serendipitous Reagent for the Synthesis of Exotic Molecular and Supramolecular Compounds. In: Organometallics. volume 23, 2004, S. 3–8. doi:10.1021/om034176w</ref><ref></ref>

Medizinische und kosmetische Anwendungen

Aufgrund der Eigenschaften des Silikonöls werden auch medizinische Produkte und Kosmetika aus Silikonölen hergestellt. Der Einsatzbereich ist dabei sehr breitgefächert.

• Silikonöle werden häufig als Gleitmittel verwendet. Beispielsweise finden sich auf dem Großteil der sich im Handel befindlichen Kondome dünne Silikonölfilme.<ref>R. D. Blackledge, M. Vincenti: Identification of Polydimethylsiloxane Lubricant Traces From Latex Condoms in Cases of Sexual Assault. In: Journal of the Forensic Science Society. Vol. 34, 1994, S. 245–256.</ref>
• Wegen ihrer bereits erwähnten schaumhemmenden Wirkung werden sie bei Tensidvergiftungen, also dem Verschlucken von Tensiden, dargereicht, um dem sich im Verdauungstrakt bildenden Schaum und dem daraus resultierenden Aufblähen entgegenzuwirken.
• Silikonöl wird vorübergehend als füllende Substanz nach der Entfernung des Glaskörpers zur Stabilisation des Auges genutzt.<ref>H. Gnad u. a.: Temporäre Silikonöl-Implantation nach Vitrektomie bei proliferativer diabetischer Retinopathie in Klin Monatsbl Augenheilkd 189(11), 1986, S. 388–390.</ref>
• Ebenfalls wurde eine positive Wirkung eines auf der Basis von Polydimethylsiloxanen bestehenden Medikamentes bei der Anwendung auf der Haut bei Kopflausbefall erzielt.<ref>I. F. Burgess, C. M. Brown, P. N. Lee: Treatment of head louse infestation with 4 % dimeticone lotion: randomised controlled equivalence trial. (PDF; 75 kB). In: BMJ. Vol. 330, 2005, S. 1423 ff.</ref>
• Silikonöle werden bei der Bekämpfung von Kopfläusen als Alternative zu Insektiziden angewendet.<ref>Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive )</ref>

Darüber hinaus dienen Silikonöle als Bestandteil von Kosmetika, Wasch- und Reinigungsmitteln,<ref>Patent DE602005001353T2: Portionierte Wasch- und Reinigungsmittelzubereitung enthaltend Silikonöl. Angemeldet am 19. April 2005, veröffentlicht am 21. Februar 2008, Anmelder: Procter & Gamble, Erfinder: Susan Mary Barry et al.‌</ref> Hautschutzsalben, Salbengrundlagen,<ref>Patent DE1134478B: Silikonhaltige Hautschutzsalbe. Angemeldet am 5. März 1960, veröffentlicht am 9. August 1962, Anmelder: Schenley Ind Inc, Erfinder: Bruno Puetzer, Armando Boschetti.‌</ref> Massageölen, Implantaten und Mitteln zur Frisurstabilisierung<ref>Patentanmeldung WO2001028506A1: Klares Wasser-in-Silikonöl Haarkonditioniermittel. Angemeldet am 14. Oktober 2000, veröffentlicht am 26. April 2001, Anmelder: Wella AG, Erfinder: Mehrdad Jahedshoar et al.‌</ref> sowie als Träger für Duftstoffe.

Lebensmittelindustrie

Der entschäumende Effekt spielt auch in der Lebensmittelindustrie eine wichtige Rolle. So werden Silikonöle bei der Herstellung von Konfitüren und außerhalb von Europa Fruchtsäften zugegeben, um das Entstehen unerwünschter Schäume zu unterdrücken. Auch Beimengungen in Frittieröle machen die Schaumbildung bei Frittiervorgängen wesentlich kontrollierbarer.<ref>Frank Massholder: In: Ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen  </ref>

Die maximalen Konzentrationen für das Silikonöl Polydimethylsiloxan (Lebensmittelzusatzstoff E900) lauten:<ref>Zusatzstoff-Online.de: E 900 – Dimethylpolysiloxan</ref>

• Konfitüre, Marmelade, Gelee (max. 10 mg/kg)
• Bratöle und -fette (max. 10 mg/kg)
• Obst- und Gemüsekonserven (max. 10 mg/kg)
• Kaugummi (max. 100 mg/kg)

Literatur

• W. Noll: Chemistry and Technology of Silicones, Academic Press Inc, 1968, ISBN 978-0-12-520750-8.
• A. Tomanek: Silicone und Technik. Ein Kompendium für Praxis, Lehre und Selbststudium, Carl Hanser, 1990, ISBN 978-3-446-16032-3.
• H. Reuther: Silikone. Ihre Eigenschaften und ihre Anwendungsmöglichkeiten. Eine Einführung, Verlag Theodor Steinkopff, Dresden 1969.

Weblinks

[[Hilfe:Cache|Fehler beim Thumbnail-Erstellen]]:

Commons: Silikonöle – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

<references />