Alterungsverhalten silikonbasierter syntaktischer Schäume in Freiluftanwendungen

Ein nächster Schritt in der Weiterentwicklung von Silikonverbundisolatoren besteht in der teilweisen Substitution des kostenintensiven Silikonkautschuks durch kosteneffiziente Füllstoffe mit geringer Dichte. Hierfür werden Mikrohohlkugeln (MHK) aus Glas und Keramik eingesetzt und in Flüssigsilikonkautschuk (LSR) und hochtemperatur vernetztem Silikonkautschuk (HTV) eingebracht. Hierbei müssen die Anforderungen an Freiluftisolierstoffe eingehalten werden. Um dies sicherzustellen, werden umfangreiche Materialtests hinsichtlich der alterungsrelevanten Eigenschaften der Kompositmaterialien durchgeführt. Diese werden zum einen unterteilt in Untersuchungen zu den Hydrophobieeigenschaften, insbesondere dem Verlust der Hydrophobie durch elektrische Entladungen, UVStrahlung, Wasser und Säuren (Alterungsfrühphase). Zum anderen werden Untersuchungen zur Beständigkeit gegen Erosion, Kriechspurbildung und Lichtbögen durchgeführt (Alterungsspätphase). Für die Untersuchungen werden, falls vorhanden, standardisierte Prüfverfahren verwendet. Da diese für Untersuchungen der Alterungsfrühphase nicht zur Verfügung stehen, werden veröffentlichte und empfohlene Prüfverfahren angewandt. Chemische und physikalische Untersuchungen vervollständigen die Analyse. Die Ergebnisse zeigen, dass das untersuchte LSR nur bedingt für die Füllung mit MHK geeignet ist, da die Vernetzung des Silikonkautschuks beeinflusst wird. In dem untersuchten HTV können vielversprechende Ergebnisse erzielt werden, sodass die Verwendung von Glas-MHK empfohlen wird, die mit einem Haftvermittler zur chemischen Anbindung an den Silikonkautschuk versehen sind. Die auf diese Weise erhöhte thermische Beständigkeit übertrifft die des untersuchten, kommerziell eingesetzten Referenzmaterials. Die Hydrophobie-Eigenschaften werden nur geringfügig beeinflusst während die spezifischen Materialkosten und die Dichte sinken.