DE2427039A1

DE2427039A1 - Verfahren zur herstellung von granuliertem silicon-kautschuk

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Publication number: DE2427039A1
Application number: DE19742427039
Authority: DE
Inventors: Taichiro Akiyama
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-06
Filing date: 1974-06-05
Publication date: 1974-12-19
Also published as: US3960786A; DE2427039B2; JPS5129543B2; JPS5012143A; DE2427039C3; FR2232574B1; FR2232574A1

Description

TEL. (089) 22 25 30 - 29 51 92 E

A 152 7^ Mü/Ks

Herr Taichiro AKIYAMA, 19-23, Shomoochiai 2-Chome, Shinjuku-Ku, Tokyo-To, Japan

Verfahren zur Herstellung von granuliertem Silicon-Kautschuk

Die Erfindung "betrifft ein' Verfahren zur Herstellung von granuliertem, porösem Silicon-Kautschuk mit geringem spezifischen Gewicht.

Da Silicon-Kautschuk für den menschlichen Körper sehr verträglich ist, wird er im großen Umfang als Material zur Herstellung künstlicher menschlicher Körperteile verwendet, "beispielsweise als Material für in den menschlichen Körper einzusetzende Teile und als Material zur Fertigung von Ersat z-Körp ert eilen.

Die zu diesem Zweck aus Silicon-Kautschuk hergestellten Werkstücke sind jedoch massiv oder schwammartig und "besitzen ein vergleichsweise großes spezifisches Gewicht, so daß

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"bei der Einbettung in den menschlichen Körper oder bei ihrer Verwendung als Ersatζ-Körperteile für den Träger ein gegenüber dem natürlichen Körper unterschiedliches Gefühl der Härte auftritt, d.h. im Träger macht sich der in oder an seinem Körper befindliche Fremdkörper bemerkbar.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von granuliertem, porösem Silicon-Kautsäiulc mit geringem spezifischen Gewicht, insbesondere von Silicon-Kautschuk zum Fertigen von solchen Werkstücken oder Gegenständen, welche in einen menschlichen Körper eingesetzt werden oder für künstliche menschliche Körperteile dienen. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung die Herstellung von porösen Silicon-Kautschuk-Granulen geringen spezifischen Gewichtes für die Fertigung von Gegenständen, welche in den menschlichen Körper eingebettet werden sollen oder für künstliche menschliche Körperteile dienen, wobei diese Gegenstände beim Träger nicht den Eindruck von Fremdkörpern erwecken sollen.

ETach der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen von granuliertem, porösem Silicon-Kautschuk gelöst, das darin besteht, daß zunächst ein Gemisch hergestellt wird, bestehend aus einer Siloxanediol-Verbindung entsprechend der Formel

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HO ■

R	- O ·	R
!		ι
Si		• Si
I	ι
R	η R

- OH

(1)

wobei R ein Methyl-Radikal, ein Phenyl-Radikal oder ein Vinyl-Radikal darstellt und η eine ganze Zahl zwischen 500 und 5000 ist, aus zumindest 0,5 % - "bezogen auf das Gewicht der Verbindung gemäß Formel (1) - einer Siloxanediol-Hydrid-Verbindung entsprechend der IOrmel

HO 4

Si ι

R¹

- 0 f

Si - OH
I
η R¹

(2)

wobei R¹ ein Wasserstoff-Radikal oder ein Methyl-Radikal dar-■ stellt, wobei jedoch zumindest eines der Radikale ein Wasserstoff-Radikal sein muß, und η eine ganze Zahl zwischen zwei und eintausend ist, aus einem "Vulkanisations-Katalysator und aus einem Emulgiermittel, daß dann dieses Gemisch in Wasser dispergiert wird und daß schließlich die sich ergebende Emulsion·:unter Umrühren vulkanisiert wird.

Das Gemisch besteht also aus den beiden Verbindungen nach den Formeln (l) und (2), aus einem Vulkanisations-Katalysator und aus einem Emulgiermittel. Dieses Gemisch wird in Wasser dispergiert. Die Dispersion erfolgt durch Einbringen

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des Gemisches in Wasser und starkem Rühren der Mischung. Es ist aber auch möglich, das Emulgiermittel allein im Wasser aufzulösen und dann die übrigen Bestandteile des Gemisches erst in das Wasser einzubringen und daraufhin stark zu rühren.

Die Menge der Verbindung nach Formel (2) beträgt zumindest 0,5 Gewichtsprozent der Menge der "Verbindung nach der Formel (l), vorzugsweise 0,5 bis 5 Gewichtsprozent. An Vulkanisiermittel kann jede geeignete Menge zugegeben werden, bevorzugt werden jedoch 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Menge der Verbindung nach Formel (l). Auch das Emulgiermittel kann in jeder geeigneten Menge zugegeben werden, vorzugsweise jedoch zwei bis zehn Gewichtsprozent, bezogen auf die Menge des verwendeten Wassers. Weiterhin kann jede geeignete Menge des angegebenen Gemisches in Wasser eingegeben werden, es ist jedoch vorteilhaft, wenn 5 bis 10 Gewichtsprozent des Gemisches, bezogen auf das Gewicht des Wassers, in das Wasser eingegeben werden, vorzugsweise 5 bis 7 Gewichtsprozent,

Das Wasser kann kalt oder warm sein, bevorzugt wird jedoch v/armes Wasser einer Temperatur von etwa 70 bis 95°C.

Für die Verbindung nach Formel (1) kann eine der nachfolgenden Verbindungen verwendet werden oder auch eine Kombination einer oder mehrerer dieser Verbindungen:

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HO + Si - O
I

I ^J V Si-OH r

η CH,

η = 500 - 50,000, Flüssigkeit

CH.

HO - Si — O
I

ι
Si

O — Si I CH.

Si — OH

η = 5,000, Flüssigkeit

HO \ Si — O +- Si — OH

CH_

Si I

CH, η 3

η = 500 - 50,000, Flüssigkeit

CH, /CH.

CH=CH,

HO - Si - O f Si - O - Si - O — Si — O -|

CH=i

CH. OH I

- Si

I
η CH.

— OH

η = 5iOOO, Flüssigkeit

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-3 HO-Si — O-

CH

CH=CH ! ^ά Si-O ! χ CH=CH_

CH=CIL

— Si — Of— Si — OH

η = 5,000, Flüssigkeit

Für die Verbindung nach Formel (2) kann eine der nachfolgenden Verbindungen verwendet werden oder auch eine Kombination einer oder mehrerer dieser Verbindungen:

H ^ H

HO

Si — 0 -H Si — OH I

CH Ai CH

η = 2 - 1,000, Flüssigkeit

CH.

HO -· Si — 0 -

-Si — OH

/n CH,

η = 2 - 1,000, Flüssigkeit

HO -

H ν CH,

Si - Of Si — OH

CH.

CH

UH

η = 2 - 1,000, Flüssigkeit

HO -

H ι Si I

—

CH.

II

Si-O- Si-O ι I

CH, H

f- Si — OH I

η = 2 - 1,000, Flüssigkeit

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Als Vulkanisations-Katalysator können Zinn-Verbindungen der höheren Alkohole, "beispielsweise Dibutyl-Zinn-Laureat und Zinn-Octoat verwendet werden.

Als Emulgiermittel kann ein synthetisches Detergent verwendet werden, wie etwa Natrium-Benzen-Sulfonat oder verschiedene'anionische, kathodische oder nonionische Reagenzien mit Oberflächenaktivität.

Der Vulkanisations-Vorgarig kann folgendermaßen verlaufen. Die in oben beschriebener Weise hergestellte Dispersion wird etwa fünf Minuten lang gerührt, und zwar mit Hilfe eines rotierenden Emulgier-Gerätes, um so die Vulkanisations-Reaktion auszulösen.

Während dieser Vulkanisation erfahren die Siloxanediol-Verbindung nach Formel (l) und die Siloxanediol-Hydrid-Verbindung nach Formel (2) eine Kondensation, wobei die Verbindung nach Formel (2) Wasserstoff abgibt, was dazu führt, daß der entstehende Silicon-Kautschuk porös wird. Da die Reaktion unter Umrühren erfolgt, entsteht der Silicon-Kautschuk in Form von Granulen. Es werden also poröse Silicon-Kautschuk-Granulen erhalten. Die Granulen werden dann mit Wasser gewaschen und getrocknet, womit ein Endprodukt entsteht, welches eine Teilchengröße zwischen 0,1 bis 1,0 mm besitzt und ein spezifisches

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Gewicht von 0,05 "bis 0,5 aufweist. Die Granulen eignen sich zur Verwendung "bei orthopädischen Apparationen. So "bilden sie bd Vermischung mit Silicon-Öl ein einheitliches Material, aus welchem beispielsweise eine künstliche Brust gebildet werden kann. Die mit diesem Material hergestellte künstliche Brust hat ein vergleichsweise geringes Gewicht und eine Festigkeit, welche derjenigen natürlichen Körpergewebes entspricht, so daß nicht das Gefühl eines Fremdkörpers entsteht. Auch das natürliche Hängen der natürlichen Brüste wird durch die aus dem erfindungsgemäßen Material bestehenden künstlichen Brüste nachgeahmt.

Da der granulierte und poröse Silicon-Kautschuk nach der Erfindung entsprechende Federungseigenschaften hat, kann er zur Herstellung von Bettunterlagen verwendet"werden, um die bei kranken Personen häufigen Liegebeschwerden zu vermeiden. Außerdem können die Granulen als Stöße dämpfendes Material in den verschiedensten Industriezweigen eingesetzt werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend Zahlenbeispiele gegeben«

Beispiel 1

500 g einer Siloxanediol-Verbindung gemäß der Formel

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SI

IQ-I- SI — O

CE,
Ii *

— Si
Ii

rc CH.

OH

wobei η = ΊΟ.QOO₁ ferner 0,25 g einer Siloxanediol-Hydrid-Verbandimg oaeli der Formel

10 -!- Si — 0 -h- Si — OH

Si
f

CE

I;

Si E

wobei η = 1:00» rand 1,0 g; eines Ziiasa—Diljirty!-Laureats werden in 1-000^ g ¥as;ser einer T'emperaijxir· von etwa 80°C dispergiert, wobei im Massel* 20 g eines sjntnietiscnen Detergents „ enthaltend Satritim—BeEzeEi-Siilfonat als Baiiptlotestandteil, gelöst worden siodi; das GeeiscL· wird in eiaens Hotatioins-Eraulgier— gerät Tuitigerüliirfc, womit sich· eine Erailsion bildet. Die Enral— sion wird etwa 5 ÜQ-Eiten lang; im einem Hociigescliwindigfceits-RQ:tationsgerä"fc lüiiigeriiiir"^ waä zwar/ ."bei etwa 10.000 bis 18.000 Umdreiaiogeni pro Minute, womit ein-e ¥iailkaoisation der Emulsion eintritt. Bas sieb, ergebende Erodmfcfc wird dann mit Wasser gewascheni imcE getrocknet, woditren? einseine kleine Grantilen axis porösem Silicon—Eaiitselrak entstelieini^ wobei die feilchengröße zwisciien .0,5 ^ⁿ^- 0,8"Hm liegt Taamffi das spezifisclie ScMittgewicIit zwischen O_¥25 wnd €|2? beträgt.

- 10 -

Die auf diese Weise erhaltenen Granulen werden mit einer geeigneten Menge von Silicon-Öl vermischt, dessen Viscosität zwischen etwa 3-000 und 5*000 CS liegt. Vorzugsweise werden ein Teil Silicon-Öl mit zwei "bis drei Seilen Graoulen ■vermischt, womit ein Material für Körperplastiken entsteht, das leicht ist und eine Festigkeit besitzt, welche im wesentlichen derjenigen des natürlichen menschlichen Körpers entspricht, so daß für den Träger nicht das Gefühl eines Fremdkörpers entsteht. Insbesondere eignet sich dieses Material

Xt

für Brustplastiken, wobei dann die natürliche Meigung einer körpereigenen Brust auch durch die künstliche Brust im wesentlichen erreicht wird.

Beispiel 2

Auf gleicl«¥eise wie beim Beispiel 1 werden 60 g einer Siloxanediol-Yerbindung gemäß der allgemeinen Formel

HO - Si - Q I

CH.

i— 0 — Si -- Si -OH

CIi.,

/ π

wobei η = 5·000, ferner 1,8 g eines Siloxanediol—Hydrids nach der Formel

HO -

K	O -	^CH t	3	0 -	H ί	— Q-	[ 7>
Si -		- Si	—		- Si		- Si
t		[			E	-	{
H			3	^_	K	CfL π 3
	40	, ,	11	/0
	98	51	900

wobei η - 100, sowie 1,2 g eines Zinn-Octoates in Wasser dispergiert, worauf die sich ergebende Emulsion einem Vulkanisierprozeß unterworfen wird, um einzelne Granulen aus porösem Silicon-Kautschuk zu erhalten, und zwar mit einer Teilchengröße von etwa 0,5 "bis 0,6 mm und einem spezifischen Schüttgewicht von etwa 0,20 bis 0,25· Die sich ergebenden Granulen eignen sich besonders für die Herstellung von Unterlagen (Betten), weil damit die bei für lange Zeit bettlägerigen Patienten gefährlichen Liegeschwierigkeiten ausgeschaltet werden.

* Beispiel 3

Auf gleiche Weise wie beim Beispiel 1 werden 60 g einer Siloxanediol-Verbindung gemäß der Formel

N CH,

HO - - Si — 0

CH=CH,

Si — OH ι

wobei η = 5.000, ferner 3,0 g einer Siloxanediol-Hydrid-Verbindung nach der Formel

CH.

HO-I- Si — 0 --

GH,

CH.

OH

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wobei η = -100, sowie 1,2 g eines Zinn-Butyl-Laureats in Wasser dispergiert und die erhaltene Emulsion vulkanisiert, wobei dann Granulen aus porösem Silicon-Kautschuk entstehen, deren Teilchengröße etwa 0,5 bis 0,6 mm beträgt und die ein spezifisches Schüttgewicht von etwa 0,15 bis 0,20 besitzen.

Die auf diese Weise hergestellten Granulen wurden mit ähnlichem Erfolg wie diejenigen des Beispiels 1 bei der Herstellung künstlicher Brüste verwendet.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von granuliertem, porösem Silicon-Kautschuk, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus einer Siloxanediol-Verbindung gemäß der Formel

HO

R
I
-- Si

I
R

— O —

Si — OH I η R

(D

wobei R ein Methyl-Radikal, ein Phenyl-Radikal oder ein Vinyl-Radikal darstellt und η eine ganze Zahl zwischen 500 und 50.000 ist, aus zumindest 0,5,. Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der "Verbindung nach Formel (1), einer SiIoxanediol-Hydrid-Verbindung (Siloxanediol-Hydrid) nach der Formel

R¹ — 0 ■ R¹ I
Si -.Ji I I R¹ η R«

HO -■ Si — 0 — Si — OH

(2)

wobei R¹ ein Wasserstoff-Radikal oder ein Methyl-Radikal, unter der Voraussetzung, daß zumindest eines der R¹-Radikale

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ein Wasserstoff-Radikal ist, darstellt und η eine ganze Zahl zwischen zwei und eintausend ist, aus einem Vulkanisations-Katalysator und aus einem Emulgiermittel hergestellt wird, die Mischung in Wasser dispergiert wird und schließlich die sich ergebende Emulsion unter Rühren vulkanisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Verbindung nach Formel (1), der Verbindung nach Formel (2) zugegeben werden.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Verbindung nach Formel (1) am Vulkanisations-Katalysator dem Gemisch zugegeben werden.

4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bis zehn Gewichtsprozent Emulgiermittel, bezogen auf das Gewicht des Wassers, verwendet werden.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß in das Wasser 3 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 7 Gewichtsprozent des Gemisches, bezogen auf das Gewicht des Wassers, eingegeben werden.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser auf einer Temperatur von 70 Ms 95°C gehalten wird.

7- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 his 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung außerdem einen oberflächenaktiven Zusatz erhält.

8. Granulen aus porösem Silicon-Kautschuk, gekennzeichnet durch ihre Herstellung gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 7·

9· Granulen aus porösem Silicon-Kautschuk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulen eine Teilchengröße zwischen 0,1 und 1,0 mm aufweisen und das Schüttgewicht zwischen 0,05 und 0,5 liegt.

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