Die Haltbarkeit von Silikonprodukten ist ein häufig diskutiertes Thema. Zu wissen, wie lange sie wirksam bleiben, hilft bei der Lagerhaltung und Qualitätssicherung. Dieser Artikel bietet einen klaren Überblick über die Haltbarkeit von Silikon.
Gibt es Normen, auf die man sich bei der Haltbarkeit von Silikon beziehen kann?
Verschiedene Normen geben Hinweise zur Haltbarkeit von Silikonen, wobei die konkreten Anforderungen von der jeweiligen Anwendung abhängen.
Die Norm BSI SO2230 stuft Silikon in Gruppe C ein, was auf die geringste Alterungsempfindlichkeit hinweist. Sie empfiehlt eine anfängliche Lagerfähigkeit von 10 Jahren. Nach Ablauf dieser Frist sind Prüfungen erforderlich, um die weitere Eignung des Materials zu überprüfen. Diese Prüfungen sollten alle 5 Jahre wiederholt werden.
BS 4F 68 (Luftfahrtnorm) klassifiziert Silikon in Gruppe X. Es wird keine bestimmte Haltbarkeitsdauer festgelegt, sondern es dient als Referenz für die Bestandsverwaltung und Lieferdokumentation.
Zusammenfassungstabelle: Referenzwerte zur Haltbarkeit von Silikonen
| Standard | Gruppe | Alterungsempfindlichkeit | Empfohlene anfängliche Haltbarkeit | Folgetestintervall |
| BSI SO2230 | Gruppe C | Niedrigster | 10 Jahre | Alle 5 Jahre erneut testen |
| BS 4F 68 | Gruppe X | Nicht angegeben | Nicht angegeben | Bei Bedarf testen |
Wie beeinflussen Silikonmaterialien und -formulierungen die Haltbarkeit?
Die Langlebigkeit von Silikon hängt maßgeblich von Materialart, Zusammensetzung und Additiven ab. Diese Faktoren spielen eine entscheidende Rolle für die Langzeitleistung.
- Silikontyp: LSR (Flüssigsilikonkautschuk), HTV (Hochtemperaturvulkanisiertes Silikon) und RTV (Raumtemperaturvulkanisiertes Silikon) unterscheiden sich in ihrer thermischen Stabilität und chemischen Beständigkeit.
- Zusatzstoffe und Füllstoffe: Pigmente, Antioxidantien, Weichmacher und andere Additive beeinflussen die Alterungsgeschwindigkeit. Bestimmte Additive verbessern die Oxidations- und Hitzebeständigkeit und verlangsamen so den Materialabbau. Ungeeignete Pigmente oder Weichmacher hingegen können die physikalische Zersetzung beschleunigen und zu verminderter Elastizität oder einer klebrigen Oberfläche führen.
- Vernetzungsdichte und Formulierungsqualität: Silikone mit ausgewogener Zusammensetzung und angemessener Vernetzung sind in der Regel langlebiger und behalten ihre Elastizität und physikalischen Eigenschaften über längere Zeit. Unzureichende Vernetzung kann während der Lagerung oder Verwendung zu Aushärtung oder Versprödung führen, während übermäßige Vernetzung die Flexibilität verringern kann. Eine gut konzipierte Zusammensetzung sorgt für ein ausgewogenes Verhältnis von Langlebigkeit und Elastizität und verlängert so die Lebensdauer des Produkts.
Wie beeinflussen Lagerbedingungen die Haltbarkeit von Silikon?
Die Lagerbedingungen haben einen direkten und signifikanten Einfluss auf die Haltbarkeit von Silikon. Faktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Lichteinwirkung können seine physikalischen Eigenschaften und seine chemische Stabilität verändern und somit die Langzeitleistung beeinträchtigen.
Die nachstehende Tabelle fasst zusammen, wie sich unterschiedliche Lagerbedingungen auf Silikon auswirken, und bietet praktische Empfehlungen zur Verlängerung der Produktlebensdauer und zur Aufrechterhaltung einer stabilen Leistung.
| Lagerbedingungen | Auswirkungen | Empfehlung |
| Hohe Temperatur (>40°C) | Beschleunigt das Altern | An einem kühlen, schattigen Ort lagern. |
| Hohe Luftfeuchtigkeit | Oberflächenklebrigkeit, möglicher Schimmel | Verwenden Sie eine trockene, feuchtigkeitsbeständige Verpackung. |
| Direkte UV-Strahlung | Farbveränderungen, Oberflächenalterung | Vermeiden Sie direkte Sonneneinstrahlung |
| Kühlung oder niedrige Temperatur | Kann die Weichheit beeinträchtigen | An einem kühlen, gemäßigten Ort aufbewahren. |
Welcher Zusammenhang besteht zwischen Haltbarkeit und Nutzungsdauer?
Die Haltbarkeit und die Nutzungsdauer von Silikon stehen in engem Zusammenhang, beziehen sich aber auf unterschiedliche Konzepte.
Die Haltbarkeitsdauer bezeichnet den Zeitraum, in dem ein Produkt unter idealen Lagerbedingungen seine ursprünglichen Eigenschaften behalten kann, im Wesentlichen die sichere Lagerzeit vor dem eigentlichen Gebrauch.
Die Nutzungsdauer bezeichnet die Zeit, in der ein Produkt unter realen Betriebsbedingungen, beeinflusst durch Temperatur, mechanische Belastung, chemische Einwirkung und andere Faktoren, wie vorgesehen funktionieren kann.
Zu den wichtigsten Faktoren, die die Nutzungsdauer beeinflussen, gehören:
- Temperatur: Hohe Temperaturen beschleunigen die chemische Alterung und Veränderungen der vernetzten Struktur, wodurch Elastizität und Festigkeit abnehmen. Als Faustregel gilt: Jede Temperaturerhöhung um 10 °C halbiert in etwa die Lebensdauer.
- Mechanische Beanspruchung: Kontinuierliche Dehnung, Stauchung oder Reibung können die Elastizität verringern, zu dauerhaften Verformungen führen oder sogar Risse verursachen.
- Chemische Umgebung: Der Kontakt mit Säuren, Basen, Ölen oder Reinigungsmitteln kann die Oberflächenalterung oder den inneren Abbau beschleunigen.
Im Allgemeinen gilt Silikon als fast am Ende seiner Lebensdauer angelangt, wenn seine physikalischen Eigenschaften auf etwa 50 % ihrer ursprünglichen Werte gesunken sind.
Für bestimmte Anwendungen können unterschiedliche Schwellenwerte zulässig sein. Beispielsweise kann Silikon in Situationen mit geringer Belastung oder bei unkritischen Dichtungen auch bei einer Reduzierung der Materialeigenschaften um 30% bis 40% noch verwendet werden, während Hochtemperaturdichtungen oder sicherheitskritische Bauteile in der Regel nur minimale Leistungseinbußen erfordern.
Beispiel: Eine Silikondichtung, die dauerhaft bei 50 °C eingesetzt wird, hält etwa 6 Jahre. Steigt die Betriebstemperatur auf 60 °C, beschleunigen sich die chemischen Reaktionen, und die geschätzte Lebensdauer halbiert sich auf etwa 3 Jahre. Wird die Dichtung nur 8 Stunden pro Tag statt im Dauerbetrieb eingesetzt, kann sich die tatsächliche Lebensdauer weiter verlängern.
Wie lässt sich feststellen, ob Silikon gealtert ist?
Silikon altert mit der Zeit während der Lagerung oder im Gebrauch, und seine Eigenschaften verändern sich je nach Umgebungsbedingungen und Belastung. Die Erkennung der Alterung ist entscheidend, um sicherzustellen, dass das Material weiterhin die Leistungsanforderungen erfüllt.
Visuelle Veränderungen
- Farbveränderungen oder Verblassen: Längere Einwirkung von UV-Licht oder hohen Temperaturen kann zu Vergilbung, Verdunkelung oder Ausbleichen der Silikonoberfläche führen.
- Oberflächenrisse oder Schrumpfung: Feine Risse, Mikrorisse oder lokale Schrumpfung können auf Austrocknung, verstärkte Vernetzung oder verminderte Elastizität hinweisen.
- Klebrige oder pudrige Oberfläche: Gealtertes Silikon kann sich klebrig anfühlen oder pudrige Stellen aufweisen, insbesondere wenn die Additive ungleichmäßig verteilt sind oder die Lagerbedingungen feucht sind.
Tests zur körperlichen Leistungsfähigkeit
- Härteänderungen: Messen Sie mit einem Shore-A- oder Shore-B-Härtemessgerät. Alterndes Silikon zeigt oft einen Anstieg oder einen rapiden Abfall der Härte.
- Zug- und Brucheigenschaften: Führen Sie Zugversuche durch, um die maximale Dehnung und die Bruchfestigkeit zu überprüfen. Gealterte Materialien weisen typischerweise eine verringerte Dehnung auf.
- Kompressionsrest: Nach einer Kompression unter einer bestimmten Last erholt sich gealtertes Silikon weniger stark und weist eine höhere bleibende Verformung auf.
Chemische Stabilitäts- und Hitzebeständigkeitstests
- Thermische Alterungstests: Um die Alterung zu beschleunigen, werden die Proben Temperaturen ausgesetzt, die über den normalen Gebrauchstemperaturen liegen. Anschließend werden die Veränderungen der physikalischen Eigenschaften beobachtet, um die verbleibende Lebensdauer abzuschätzen.
- Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Lösungsmitteln: Tauchen Sie Silikon in potenziell mit Chemikalien in Kontakt kommende Substanzen und prüfen Sie es auf Quellung, Auflösung oder Oberflächenbeschädigung.
Sensorische und funktionelle Untersuchungen
- Berührung und Flexibilität: Gealtertes Silikon verliert oft an Weichheit und Elastizität und fühlt sich härter oder spröde an.
- Passform und Benutzerfreundlichkeit: Wenn Dichtungen sich nur schwer montieren lassen, nicht mehr richtig abdichten oder sich nicht mehr an die Form anpassen, kann dies auf eine Materialverschlechterung hindeuten.
Empfehlungen für regelmäßige Inspektionen
- Bei Lagerbeständen, deren empfohlene Haltbarkeitsdauer überschritten ist, oder bei lange gelagerten Silikonprodukten sollten physikalische Prüfungen in kleinen Chargen durchgeführt werden.
- Bei kritischen Dichtungen oder Hochtemperaturanwendungen sollte die Leistung alle 3–5 Jahre überprüft werden, um die Einhaltung der ursprünglichen Konstruktionsvorgaben sicherzustellen.
Abschluss
Silikon zählt zu den stabilsten verfügbaren Elastomeren und behält bei sachgemäßer Lagerung seine Eigenschaften über viele Jahre – mitunter sogar Jahrzehnte. In der Praxis bleiben die meisten Silikonprodukte, die kühl, trocken und schattig gelagert werden, auch nach Ablauf der anfänglichen zehnjährigen Haltbarkeitsdauer in ausgezeichnetem Zustand. Regelmäßige Prüfungen und sachgemäße Handhabung verlängern die Nutzungsdauer zusätzlich und machen Silikon zu einem idealen Material für Langzeitanwendungen in verschiedenen Branchen.
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