Silicone

Silicone sind die Alleskönner unter den Polymeren: Fest oder flüssig, hydrophil oder hydrophob, elektrisch leitend oder isolierend. Sie sind Grenzgänger zwischen der organischen und der anorganischen Chemie und haben maßgeschneiderte Eigenschaften.

Mehr über Silicon erfahren

Quarzstein und Rohsilicium

Einstieg ins Thema (Film)

Silicium ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste. Doch wie entsteht aus Quarz eigentlich Silicon? Der Film zeigt u.a. die Siliciumgewinnung, den Müller-Rochow-Prozess und die Synthese von Chlorsilanen.

Vom Sand zum Silicon / Film
SILPURAN

Die wichtigsten Siliconarten

Silicone kommen in vielfältiger Form zum Einsatz: Als Öle, Harze, Kautschuke und vieles mehr. Sie sind kälte- und hitzebeständig, flüssig oder fest. Welche chemischen Grundstrukturen bedingen welche Eigenschaften?

Grundstrukturen und Eigenschaften
Silandestillation im Werk Nünchritz

Herstellung

Sand, Silan, Siloxan – auf diese drei Worte lässt sich die Siliconchemie radikal reduzieren. Hier erfahren Sie mehr zu den einzelnen Herstellungsschritten von Siliconen.

Herstellung von Siliconen
Material für das Experiment "Brennverhalten von Siliconen"

Lehrplanbezug

Silicone sind besondere Kunststoffe. In der Polymerchemie bietet sich deshalb der Vergleich mit Kunststoffen auf Basis von Kohlenwasserstoff an. Hier finden Sie Lehrplanbezüge nach Bundesländern.

Silicone im Unterricht

CHEM2DO®-Experimente mit Siliconen

Zeitbedarf

20 Minuten / 15 Minuten Trocknen

Lehrplanbezug S1

  • Makromolekühle mit maßgeschneiderten Eigenschaften
  • Funktionalisierung/Ausrüstung von Textilien
  • Emulgatoren und (Micro-) Emulsionen
  • Polykondensation

Lehrplanbezug S2

  • Hydrophobie und Hydrophilie
  • Polare und unpolare Elektronenpaarbindungen
  • Zwischenmolekulare Wechselwirkungen

Anwendungen

  • Bautenschutz
  • Textilausrüstung
  • Skiausrüstung

Basiskonzepte

  • Stoff-Teilchen
  • Struktur-Eigenschaft
  • Technik
  • Nachhaltigkeit
Zu Versuch 1

Zeitbedarf

20 Minuten

Lehrplanbezug Sek 1

  • Molekülstruktur von Polymeren auf Kohlenstoffbasis
  • Molekülstruktur von Siliconen
  • Verbrennungsreaktion
  • Nachweis von Wasser und Kohlenstoffdioxid

Lehrplanbezüge Sek 2

  • Hypothesenbildung und experimentelle Überprüfung
  • Messung der elektrischen Leitfähigkeit
  • Entzündungstemperatur und Flammtemperatur

Kontext

  • Brandschutzkabel
  • Isolatoren

Basiskonzepte

  • Struktur-Eigenschaft
  • Chemische Reaktion
Zu Versuch 2

Zeitbedarf

20 Minuten / 15 Minuten Trocknen

Lehrplanbezug Sek 1

  • Polyaddition
  • Makromoleküle
  • Temperaturabhängigkeit von Reaktionsverläufen

Lehrplanbezug Sek 2

  • Funktionelle Gruppen und typische Reaktionen
  • Polykondensation
  • Weg vom Rohstoff (Sand) zur Anwendung (Silicon-Negativabdruck)
  • Verknüpfung von Reaktionen zu einem Syntheseweg

Anwendungen

  • Lebensmittelechte Formen
  • Abgusstechniken in der Kunst
  • Rapid Prototyping

Basiskonzepte

  • Stoff-Teilchen
  • Struktur-Eigenschaft
  • Technik
  • Energie
  • Chemische Reaktion
Zu Versuch 3

Zeitbedarf

15 Minuten

Lehrplanbezüge Sek 1

  • Oberflächenspannung
  • Molekularer Aufbau von Tensiden und modellhafte Darstellung
  • Funktion von Tensiden bei der Schaumbildung
  • Silicone als Antischaummittel
  • Zwischenmolekulare Wechselwirkungen
  • Hydrophobie und Hydrophilie

Lehrplanbezüge Sek 2

  • Tenside als Emulgatoren
  • Waschwirkung der Tenside

Kontext

  • Entschäumer
  • Kosmetika
  • Medikamente
  • industrielle Prozesse

Basiskonzepte

  • Struktur-Eigenschaft
  • Technik
Zu Versuch 4