SILANE / SILOXANE

Silane und Siloxane werden rein synthetisch hergestellt, es gibt keine natürlichen Vorkommen. In den 50er Jahren begann die Produktion der Stoffe, wobei sie erst seit den 90er Jahren in großem Maße in allen Industriezweigen zu finden sind.

Die Organosilane und -Siloxane haben aufgrund des Halbmetalls Silizium (Si) einen teils metallischen/ anorganischen Charakter, mit der organischen Gruppe einen teils organischen Charakter. Diese Hybridkonstellation innerhalb eines Moleküls und die Vielfalt der Substitutions-Gruppen eröffnen zahlreiche, nach heutigem Stand noch lange nicht ausgeschöpfte, Möglichkeiten der Moleküleigenschaften und Funktionalitäten.

Silane sind der Ausgangspunkt und Grundbaustein der Siliconchemie. Sie weisen ein Silicium-Grundgerüst mit Wasserstoff auf. Sind ein oder mehr Wasserstoffatome durch organische Verbindungen ersetzt, erhält man Silicium-organische-Verbindungen und spricht von Organosilanen. Wenn der Substituent eine Alkyl-Gruppen (u.a. CH3) ist, bezeichnet man die Organosilane als Alkoxysilane. Erfolgt die Substitution mit Chloratomen so spricht man von Chlorsilanen, und bei Stickstoffgruppen von Aminosilanen.

Das Gros der Silane ist leichtflüssig und reagieren mit Wasser, teils sogar heftig. Dennoch gibt es auch unlösliche und schwerflüchtige Verbindungen.

Silanole sind Derivate der Silane bei denen eine oder mehrere Wasserstoffatome durch Hydroxygruppen OH-) ersetzt wurden und stellen Zwischenprodukte dar.

Silane werden hauptsächlich in als Haftvermittler in Lacken, Kleb- und Dichtstoffen, als Co-Polymer in Kunststoffen und Kabeln, bei der flammhemmenden und chemikalienbeständigen Textilausrüstung, Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen eingesetzt, aber auch in Gießereiformen und -harzen und als Additiv bei der Reifenherstellung.

Siloxane dagegen weisen ein Silicium-Sauerstoff-Grundgerüst (Si-O-Si) mit Wasserstoffatomen oder Alkyl-, Amingruppen, Chlor und anderen auf. Siloxane sind meist schon recht schwerflüssig und werden deshalb in der Regel in Lösemitteln (oft Ethanol) geliefert. Sie haben hydrophobe Eigenschaften und sind in Wasser weitgehend unlöslich.

Siloxane finden unter anderem in Reinigungsmitteln, Kosmetika, Deodoranten, Seifen und Waschmitteln Verwendung, sowie in der Industrie u.a. als Entschäumer. Außerdem stellen sie die Grundbausteine für Silikonöle, Silikonharze und Silikonkautschuk (Polysiloxan, ugs. Silikon) dar.

Bei der Abluftbehandlung von Silanen und Siloxanen in der Abluft besitzen diese aus verfahrenstechnischer Sicht die negative Eigenschaft bei hohen Temperaturen zu Siliziumdioxid (SiO2, ugs. Sand), einem Feststoff, zu oxidieren. In Abhängigkeit der vorliegenden Temperatur kann es sich hierbei um amorphes, pulverartiges SiO2 oder um kristallines glasähnliches SiO2 handeln. Das für die thermischen Verfahren TNV und RNV, dass in der Brennkammer ein Feststoff ausfällt, der dort zu Ablagerungen und damit zu Betriebsbeeinträchtigungen führen kann.

Silane/ Siloxane sind keine Stoffgruppe, für welche ein gesetzlicher Grenzwert für gefasste Abluftströme existiert. Vielmehr können Silane/ Siloxane organischer oder anorganischer Natur sein und zählen damit zu den jeweiligen Schadstoffgruppen wie „Gesamtkohlenstoff Cges“ oder Chlorsiloxane entsprechend zu „Anorganische Stoffe Klasse III“ nach TA Luft.

MAßNAHMEN ZUR SILAN-/ SILOXAN-MINDERUNG UND VORABSCHEIDUNG:

  • Absorption (saurer Wasserwäscher oder Wäscher mit organischem Lösemittel)
  • Adsorption (teilweise irreversibel)
  • Kondensation (für kleinere Luftmengen)

ZU BEACHTEN:

  • Höhere Silane und Siloxane können bei thermischer Beaufschlagung ab 300 °C polymerisieren.
  • Bei Vorliegen von Silanen oder Siloxanen ist immer genau zu prüfen, um welche Arten es sich in der Abluft handelt, um eine mögliche Abscheidung konzipieren zu können.