Vulkanisierung von Silikonkautschuken, Siliziumverbindungen?
Kann mir jemand bei folgenden Fragen helfen?
1.Warum ist die Einfachbindung zwischen Silizium und Sauerstoff stärker als zwischen zwei Kohlenstoffatomen?
2.Warum existieren Silizium-Ketone nur formal?
3.Warum sind Si=O-Doppelbindungen instabil?
4.Wie sieht die Vulkanisierung von Silikonkautschuken aus?
Vielen Dank im voraus!
1 Antwort
Zu 1. Weil Si und O einen relativ hohen Elektronegstivitätsunterschied haben. Das heißt, deren Bindung ist teils ionisch, was sie deutlich stärker macht als eine C-C Einfachbindung, die das nicht hat.
Der Grund für 2. ist 3. Si=O Bindungen sind nicht per se instabil, aber sehr schwach. Das liegt daran, dass der Überlapp der p-Orbitale schlechter ist als bei C=O Bindungen. Das in Kombination mit der sehr starken Si-O Bindung macht zwei Einfachbindungen für die Moleküle energetisch sehr viel vorteilhafter als eine Doppelbindung. Daher reagieren sie entsprechend mit Bruch der Doppelbindung.
4. Vulkanisation funktioniert vom Prinzip her immer gleich. Es werden zwischen den Polymerketten kovalente Bindungen (z.b. durch Schwefel) gebildet, sodass sich diese Ketten nicht mehr so gut gegeneinander bewegen können.
Für Vulkanisation mit Schwefel sind zwangsläufig Doppelbindungen erforderlich (vornehmlich C=C, ob das auch mit anderen funktioniert, weiß ich nicht. Si=O Bindungen könnten sich in einem Polymer aber sowieso nicht halten). Silikonkautschuk wird aber wohl meist mit Peroxiden vulkanisiert.
Wie würde eine Vernetzung mit Peroxiden den aussehen? Ich finde kein Bild im Internet, wo dargestellt wird wie eine solche Vernetzung von Silikonkautschuk aussieht.
Ich würde annehmen, dass da einfach Bindungen zwischen den Silikonen geknüpft werden. Da es peroxide sind, werden das einfach Si-O-Si Bindungen sein. Das sieht man dann natürlich im einer Darstellung nicht wirklich.
Werden dann die organischen Reste, die sich davor am Si-Atom befanden dann einfach abgespalten?
Unwahrscheinlich. Es werden nur Ketten vernetzt. Dabei wird höchstens ein H abgespalten oder ein OH am Si, sofern es eins gibt. Die organischen Reste will man ja auch dran haben.
Zu 4. brauchen die Silikone dann auch Doppelbindungen, damit sich Schwefel anlagern kann? Oder findet eine Substitutionsreaktion statt, wenn ja dann wo?