Silanmodifizierte Polymere

Trimethoxysilane, Alkoxysilyl-Endgruppe an einem beliebigen Polymer R

Silanmodifizierte Polymere (SMP; auch MS-Polymere, Silan-terminierte Polymere etc.) sind eine Gruppe Polymere, die eine wasserempfindliche Alkoxysilyl-Endgruppe besitzen.

Aufbau und Reaktionsverhalten der SMPs

Aufgebaut sind SMPs prinzipiell aus drei Struktureinheiten. Einer Polymerkette, einer Verbindungsgruppe und einer hydrolysierbaren Silan-Einheit.

Die Herstellung von silanterminierten Polymeren erfolgt durch die Kopplung eines organischen Polymers mit einem organofunktionellen Silan. Dabei lässt sich die reaktive organofunktionelle Gruppe F je nach Beschaffenheit des organischen Polymers variieren. Die Anbindung an das anorganische Substrat erfolgt auf der anderen Seite über hydrolisierbare funktionelle Gruppen OR. Diese Alkoxygruppen des Silans hydrolisieren, sobald sie Kontakt mit Feuchtigkeit aus der Luft haben. Durch die Hydrolyse entstehen reaktive Silanole. Diese kondensieren dann entweder zu polymeren Siloxanetzwerk oder sie reagieren mit dem anorganischen Substrat.

Aufbau der SMPs

Legende	Modell
Poly Organische Polymerkette Polyetherpolyole, Polyester, Polycarbonate, Polyacrylate, Polyolefine, Polyurethane u.a. Kettenlänge 50 bis >1000 F Reaktive organofunktionelle Gruppe z. B. Amino-, Epoxy- und Glycidoxy-, Mercapto- und Sulfido-, Isocyanato-, Methacryloxy- und Vinylgruppen L (Linker) Verbindungsgruppe i.d.R. Ethylen- (α-Silan) oder Propylen- (γ-Silan) Gruppe Si Silicium H Hydrolisierbare funktionelle Gruppen OR hauptsächlich Methoxy- und Ethoxy-Substituenten Sub Anorganisches Substrat Struktur eines α-Dimethoxysilan-terminierten Polyethers	Silan-Kupplungsmittel
	Silanterminiertes Polymer (SMP)
	Silanterminiertes Polymer: Substratkopplung
	Silanterminiertes Polymer: Siloxan-Netzwerk

α-silanterminierten Polyethern härten ohne Zinnkatalysator zügig aus; bei ihnen genügt die Anwesenheit eines katalytisch wirkenden primären Amins. Bei γ-silanterminierten Polyethern ist dagegen stets ein Zinnkatalysator oder eine starke Base wie etwa 1,8-Diazabicycloundecen (DBU) erforderlich.

Klebstoffkomponenten

MS-Polymer-Klebstoffe bestehen aus silanmodifizierten Polymeren, Weichmachern, Vernetzer- oder Wasserfängersilanen sowie Füllstoffen und Additiven. Zum reinen Polymer kommen Pigmente und der Katalysator hinzu. In manchen Produkten sind auch Lösemittel enthalten.

Einsatzgebiete

Pattex Montage All Materials: Verklebung von PVC auf Keramikfliesen

Die Produkte mit silanmodifizierten Polymeren sind entweder für das Dichten oder Kleben optimiert, Klebstoffe sind in der Regel etwas härter, Dichtstoffe dafür weicher und dehnbarer. Eingesetzt werden SMPs überwiegend im Bau- und Heimwerkerbereich. Meist werden bei der Herstellung der MS-Polymere Silane mit Ethoxy- oder Methoxygruppen eingesetzt, weshalb bei der Aushärtung des Dichtstoffs Ethanol oder Methanol entsteht. Der Aushärtungs­prozess wird ausgelöst durch Luftfeuchtigkeit in Gegenwart eines Katalysators (meist Zinnorganische Verbindungen).

MS-Polymerklebstoffe eignen sich für eine Vielzahl von Materialien wie:

• Blanke und lackierte Metalle
• Keramik
• Glas
• Naturstein
• Holz und Holzwerkstoffe
• Kunststoffe
• Zement- und gipsgebundene Materialien

Besondere Eigenschaften

• Lösemittelfrei
• Temperaturbeständig (-40 bis 120°C)
• Gute Haftung auf unterschiedlichen Untergründen (porös oder glatt)
• Überstreichbar / überlackierbar
• Schrumpft wenig beim Aushärten (typisch <3%)
• Durchhärting ca. 2-3 mm pro 24 Stunden (bei 20°C und 50% Luftfeuchte)
• Bruchdehnung ca. 200-400%
• Shore A Härte DIN 53505: 40-60

Weblinks

• Silane Terminated Prepolymers: An Alternative to Silicones and Polyurethanes. Open Journal of Polymer Chemistry, Vol.11 No.3, August 2021 https://www.scirp.org/journal/paperinformation?paperid=113642