Experimente mit Siliconen

Additionsvernetzte Abformung eines Gegenstands mit RTV-2

Zeitbedarf:

Herstellung: 5min, Härtung: 12 Stunden.

Ziel:

Herstellung einer Negativform mit Hilfe additionsvernetzender Siliconkautschuke.

Material:

	Glasstab
	Model (z.B. Münzen)
	Waage 0,0g
	Behälter mit glattem Boden (z.B. Pappbecher, Petrischale, Obstschale)

	Becherglas 500ml (evtl. altes Becherglas benutzen oder große Joghurtbecher, da nach dem Versuch die Gefäße nicht mehr problemlos gereinigt werden können)
	Joghurtbecher 250ml

Chemikalien:

WACKER ELASTOSIL M 4601 A

WACKER ELASTOSIL M 4601 B

Herstellung:

Durch Aufrühren der Komponenten kann eine gleichmäßige Verteilung der Füllstoffe gewährleistet werden.
WACKER ELASTOSIL M 4601 A wird im großen Becherglas abgewogen, WACKER ELASTOSIL M 4601 B im Joghurtbecher. Das Mischungsverhältnis (Massenverhältnis) zwischen A zu B beträgt 9:1.
Um beispielsweise zwei Münzen in einer Petrischale abzuformen, werden etwa 50g Kautschuk benötigt. Im großen Gefäß werden 45g WACKER ELASTOSIL M 4601 A abgewogen, im kleinen Gefäß 5,5g WACKER ELASTOSIL M 4601 B.
Die beiden Komponenten werden im Becherglas gemischt und gut verrührt. Da es sich bei WACKER ELASTOSIL M 4601 um eine zähflüssige Masse handelt, wird von der B-Komponente ca. 10% mehr abgewogen als nötig, da immer ein Rest im Becher verbleibt.
Die Verarbeitungszeit des gemischten Kautschuks liegt bei ca. 1 Stunde.

Durchführung:

Der gemischte Kautschuk wird in den Behälter gegossen. Die Model können auf den Boden des Behälters liegen oder, nach Eingießen und 2 Stunden Trocknung, oben aufgelegt werden. Nun muss die Masse zur Vulkanisation stehen. Danach können die Model abgezogen werden und sofort zur Reproduktion verwendet werden.
Bei 23°C beträgt die Vulkanisationszeit etwa 12 Stunden.

Deutung:

In Komponente A befinden sich ein Vernetzer und ein Polymer. Durch Zugabe des Platinkatalysators in Komponente B findet eine Additionsvernetzung der beiden Moleküle aus Komponente A statt.

Entsorgung:

Nach der Vulkanisierung einfach von den verschmutzten Teilen abziehen und im Hausmüll entsorgen.

Quelle:

DiSiDo, Prof. M. Tausch, Universität Wuppertal.

DiSiDo:

Methodischer Hinweis:

Die mit dem Silicongemisch hergestellten Formen können auch für Lebensmittel verwendet werden (z.B. als Eiswürfel-, Schokoladen-, Fruchtgummi- oder Bonbonformen). Hierzu existiert eine Anleitung mit Bildern.

Um zu zeigen, dass die Vulkanisationszeit temperaturabhängig ist, können mehrere gleiche Formen hergestellt werden und zur Vulkanisation einmal bei Raumtemperatur, einmal im Gefrierschrank (Vulkanisationszeit mehrere Tage) und einmal im Trockenschrank (bei 70°C Vulkanisationszeit 20min, bei 150°C 5min) aufbewahrt werden. Meist ist es schwierig, die Zeit bis zur völligen Vulkanisation festzustellen, da die Schüler nicht immer anwesend sind, um selbst die Härte zu fühlen. Eine andere Möglichkeit, die Zeit bis zur Aushärtung festzustellen, sind eingeschlossene Luftblasen. Werden die vollständig ausgehärteten Formen eingeschnitten und miteinander verglichen, sieht man, dass bei der Vulkanisation im Trockenschrank die Luftbläschen kaum nach oben wandern konnten und daher noch viele in der Masse eingeschlossen sind. Bei der, bei Raumtemperatur vulkanisierten Form, konnten die Luftbläschen noch nach oben wandern und wurden erst am oberen Rand durch die Aushärtung gestoppt. Dagegen bei der Vulkanisation im Gefrierschrank hatten alle Luftbläschen die Zeit, aus der Masse zu entweichen.

Für diesem Versuch gibt es auch eine Experimentieranleitung für Schüler.

Universität Bayreuth
Didaktik der Chemie