Welchen Einfluss haben die Eigenschaften von Gummi auf seine Anwendbarkeit? Lassen Sie uns untersuchen wesentliche Gummieigenschaften wie Zugfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Elastizität und Kompression. Das Verständnis dieser Gummieigenschaften ermöglicht dessen effiziente Nutzung.
Jedes Produkt, von der Dichtung bis zum OP-Handschuh, hat unterschiedliche Spezifikationen. Hersteller wählen bestimmte Gummiarten Basierend auf ihren Eigenschaften können wir eine Vielzahl von Produkten herstellen. Egal, ob Sie Gummi als Rohstoff verwenden oder einfach nur seine Eigenschaften verstehen möchten – wir haben die Lösung für Sie!
Was ist Gummi?
Gummi ist ein Elastomer (Polymer mit elastischen Eigenschaften) kategorisiert als Naturkautschuk und SynthesekautschukDer Hauptunterschied liegt in ihrer Zusammensetzung.
Naturkautschuk wird aus Latexbäumen gewonnen, die normalerweise in tropischen Gebieten wachsen. hevea brasiliensis (Gummibaum) und Parthenium argentatum (Guayule) sind weit verbreitete Bäume, die Naturkautschuk produzieren, der aus einem natürlichen Polymer namens Polyisopren besteht.
Synthetischer Kautschuk wird hergestellt aus Erdölprodukte durch chemische Synthese. Es besteht aus künstlichen Polymeren wie Butadien, Styrol usw. Die Zusammensetzung variiert je nach Gummiart.
Synthetischer Kautschuk hat eine verbesserte Eigenschaften als Naturkautschuk. Es wird hergestellt, um bestimmte Spezifikationskriterien für unterschiedliche Anwendungen zu erfüllen. Sowohl Natur- als auch Synthesekautschuk werden in zahlreichen Branchen eingesetzt.
Aus anwendungstechnischer Sicht ist Gummi ein einheimisches Material Das Material wird seit 1600 v. Chr. oder früher verwendet. Es wurde zur Imprägnierung von Textilien, Medikamenten und Spielzeug eingesetzt. Später, mit der Modernisierung im 18. Jahrhundert, wurde Kautschuk synthetisiert. Es entwickelte sich zu einem vielseitigen Material, das überall zu finden ist.
Im Automobilsektor allein, Reifen, Dichtungen, DichtungenGummi wird unter anderem für Schläuche und Riemen verwendet. Auch im medizinischen Bereich wird Gummi häufig eingesetzt, beispielsweise für OP-Handschuhe, Katheter usw. Weitere Anwendungsgebiete sind Sportgeräte, elektrische Isolierung sowie Klebstoffe und Dichtstoffe.
Physikalische Eigenschaften von Gummi
Die physikalischen Eigenschaften von Gummi sind entscheidend für seine Eignung für verschiedene Anwendungen. Diese Gummieigenschaften Beschreiben Sie seine Interaktion mit der Umwelt.
Lassen Sie uns das entdecken physikalische Eigenschaften von Gummi und wie man sie messen kann.
Härte
Härte ist der Widerstand gegen Verformung bei Ausübung einer Kraft. Es handelt sich um eine inhärente Eigenschaft von Gummi aufgrund seiner chemischen Struktur. Jeder Gummityp hat einen anderen Härtegrad, der je nach Anwendungszweck eingestellt wird.
Der Härtegrad kann durch chemische Mischungen verändert werden. Handelsübliche Gummisorten weisen unterschiedliche Härtegrade auf. Die Härte bestimmt die Belastbarkeit eines Gummis. Sie ist ein entscheidender Leistungsparameter bei der Auswahl von Gummi für verschiedene Anwendungen.
Härte wird mit einem Durometer auf einer Shore-Skala gemessen. Es bestimmt den Härtegrad auf einer Skala von 100. Die Norm ASTM D2240 kennt 12 Shore-Skalen für verschiedene Gummiarten. Die Kategorisierung basiert auf der Steifigkeit. Zu den häufig verwendeten Shore-Skalen gehören Shore A und Shore D. Sie können Shore A für weiches bis mittelhartes Gummi und Shore D für sehr steifes Gummi verwenden.
Zugfestigkeit
Die Zugfestigkeit ist die Fähigkeit des Materials, einer Kraft standhalten bis zu dem Punkt, an dem es beim Dehnen reißt. Einfach ausgedrückt ist die Zugfestigkeit von Gummi der Widerstand gegen das Zerreißen beim Auseinanderziehen. Es ist die Bruchgrenze, die unter keinen Umständen überschritten werden darf.
Die Zugfestigkeit ist ein entscheidender Faktor bei der Auswahl von Gummi für jede Anwendung. Sie beeinflusst wichtige Leistungsparameter wie Haltbarkeit, Belastbarkeit, Verformung usw. Gummiprodukte wie Reifen, Förderbänder, Dichtungen und andere Produkte müssen aufgrund der hohen Druckbelastung eine hohe Zugfestigkeit aufweisen.
Im Vergleich zu Naturkautschuken, synthetischem Kautschuk wie Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) hat eine hohe Zugfestigkeit.
Die Zugfestigkeit von Gummi wird auch als Zugfestigkeit (Rm), die die Bruchgrenze des Materials angibt. Die Maßeinheit für die Zugfestigkeit ist Megapascal oder Pfund pro Quadratzoll (psi) gemäß ASTM D412. Sie können einen Zugfestigkeitstest (TST) mit einer Universalprüfmaschine (UTM) durchführen, um die Zugfestigkeit des Materials unter kontrollierten Bedingungen zu messen.
Wärmewiderstand
Unter Wärmewiderstand versteht man die Fähigkeit eines Materials, Hitze standzuhalten, ohne dass seine chemischen oder physikalischen Eigenschaften beeinträchtigt werden. Gummi bietet eine gute Hitzebeständigkeit, wodurch aufgrund ihrer inhärenten Zusammensetzung der Wärmefluss verhindert wird. Viele synthetische Kautschukarten werden so modifiziert, dass sie für den Einsatz in elektrischen Isolierungen und heißen Rohren eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen.
Der Wärmewiderstand wird anhand der Wärmeleitfähigkeit des Materials gemessen. Er bestimmt die Wärmemenge, die Gummi leiten kann. Je geringer die Wärmeleitfähigkeit, desto höher ist der Temperaturwiderstand. Beide Parameter stehen in einem indirekten Zusammenhang. Laut ASTM C177-NormenZur Messung des Wärmewiderstandes eignet sich ein Heizplattentest mit Schutzvorrichtung. Die Einheit des Wärmewiderstandes ist (K·m²/W).
Der thermische Widerstand ist einer der entscheidenden Eigenschaften von Gummi. Es beeinträchtigt die Leistung bei Hochtemperaturanwendungen, insbesondere im industriellen Umfeld. Gummiprodukte wie Dichtungen und Dichtungsringe müssen aufgrund der langen Einwirkung von hoher Hitze und hohem Druck eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen.
Mechanische Eigenschaften von Gummi
Die mechanischen Eigenschaften von Gummi bestimmen sein Verhalten unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Das Verständnis dieser Gummieigenschaften ist notwendig, um sehen Sie, wie Gummi reagiert wenn sie unterschiedlichen Kräften und Belastungen ausgesetzt sind.
Bruchdehnung
Dehnung ist die Dehnung eines Materials Durch Zugspannung vergrößert sich seine ursprüngliche Länge. Gummi ist ein hochelastisches Material und neigt dazu, sich auf das Drei- bis Vierfache seiner ursprünglichen Länge zu verlängern. Diese Eigenschaft ermöglicht die Anwendung von Gummi in verschiedenen Bereichen.
Die Dehnung wird als prozentuale Längenzunahme gemessen. Wenn sich beispielsweise ein Gummi auf die doppelte Länge dehnt, beträgt die Dehnung 100 Prozent. Silikonkautschuk hat die höchste Dehnungsrate, und es dehnt sich auf 300 % bis 700 % der ursprünglichen Länge.
Warum ist eine Dehnung notwendig? Gummi wird in verschiedenen Produkten verwendet, die extremen Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Autoreifen, Dichtungen usw. Ein gewisses Maß an Flexibilität ist erforderlich, um verhindern, dass es brichtBeispielsweise dehnt sich die Dichtung unter Druck um das Dreifache. Auch andere einfache Produkte wie Gummihandschuhe müssen für eine korrekte Passform eine gute Flexibilität aufweisen.
Elastizität
Resilienz ist die Fähigkeit des Materials, bei Dehnung Energie aufzunehmen und wieder abzugeben. behält seine ursprüngliche Form ohne sich zu verformen. Die Elastizität von Gummi ermöglicht es ihm, nach einer Verformung durch Druck-, Zug- oder Biegekräfte seine ursprüngliche Größe und Form wiederzuerlangen.
Gummis haben aufgrund ihrer inhärenten Molekularstruktur und Bindung eine gute Elastizität. Sie wird gemessen als Rückprallelastizität, also der Prozentsatz der freigesetzten Energie im Vergleich zur absorbierten Energie. Ein Rückprall von über 50 % signalisiert eine gute Elastizität. Die Norm ASTM D7121 empfiehlt einen Rückprall-Resilienztest (RRT) zur Messung der Elastizität von Gummi.
Gummi eignet sich am besten für Anwendungen mit wiederkehrenden Verformungen. Aufgrund seiner guten Elastizität wird es häufig in dynamischen Dichtungen eingesetzt. Weitere Anwendungen sind Dichtungsstreifen und der Einsatz in Sportgeräten. Das Verständnis der Elastizität von Gummi ermöglicht Ihnen daher die Auswahl des geeigneten Eigenschaften des Gummimaterials für spezielle Anwendungen.
Haltbarkeitseigenschaften von Gummi
Haltbarkeit erhöht die Verwendbarkeit von Gummi Für eine Vielzahl von Anwendungen. Bei der Auswahl einer Gummisorte müssen Sie deren Spezifikationen kennen, um einen effizienten Betrieb zu gewährleisten. Die folgenden Eigenschaften sind entscheidend für die strukturelle Integrität und Leistungsfähigkeit von Gummi und sorgen so für eine längere Haltbarkeit.
Reißfestigkeit
Reißfestigkeit ist eine Eigenschaft des Materials, die ein Reißen bei hoher Spannung verhindert. Gummi projiziert eine gute Reißfestigkeit Aufgrund seiner Elastizität verhindert es Risse oder Schnitte durch raue Metallkanten oder scharfe Gegenstände. Auch die Ausbreitung von Schnitten und Kerben wird verhindert, um die Funktionsfähigkeit zu erhalten.
Die Reißfestigkeit wird in Kilonewton pro Meter (kN/m) oder Pfundkraft pro Zoll (lbf/in) gemessen. ASTM D624 ist ein Standardtest, der durchgeführt wird, um Reißfestigkeit prüfen in vulkanisiertem Gummimaterial. Es misst lediglich die Kraft, die erforderlich ist, um einen Riss zu vergrößern. Vermeiden Sie es, Kraft über die Widerstandsgrenze auszuüben.
Die Reißfestigkeit ist eine entscheidende Eigenschaft von Gummi bei der Verwendung in Hochspannungsanwendungen im Automobilbereich, Industrie und andere Branchen. Beispielsweise sind Förderbänder im Bergbau scharfen Gegenständen ausgesetzt. Für einen effizienten Betrieb benötigen Sie Gummimaterial mit hoher Reißfestigkeit.
Abriebfestigkeit und Druckverformungsrest
Abriebfestigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Materials, Abrieb (Schäden durch Kratzen oder Reiben an sich selbst und anderen Gegenständen) zu widerstehen, ohne sich zu verformen. Der Druckverformungsrest beschreibt die Unfähigkeit des Materials, nach Druckbelastung seine ursprüngliche Form und Größe wieder anzunehmen. Beides sind wichtige Eigenschaften von Gummi, die Schlagfestigkeit.
Die Abriebfestigkeit wird nicht in spezifischen Begriffen gemessen; jedoch ist die Abriebverlusttest wird zur Prüfung des spezifischen Widerstands gemäß ASTM D394 eingesetzt. Ebenso wird der Druckverformungsrest nach ASTM D395 gemessen und geprüft. Er quantifiziert die bleibende Verformung durch Kompression.
Idealerweise sollte Gummi eine hohe Abriebfestigkeit und einen geringen Druckverformungsrest aufweisen für optimale LeistungGummi, der in Stoßdämpfern, Förderbändern und dynamischen Dichtungen verwendet wird, ist ständiger Reibung und Kompression ausgesetzt. Bei der Auswahl eines Gummis für eine ähnliche Anwendung müssen Sie diese Materialeigenschaften berücksichtigen.
Arten von Gummimaterialien
Lassen Sie uns verschiedene Arten von Gummi Materialien und ihre wichtigsten Eigenschaften. Normalerweise gibt es zwei Kategorien von Kautschuken: Naturkautschuk und Synthesekautschuk sowie Spezialkautschuke.
Naturkautschuk (NR)
Naturkautschuk stammt aus tropische und subtropische Bäume Sie kommen in Ländern wie Brasilien, Indien, Indonesien, Malaysia und Sri Lanka vor. Die Bäume produzieren Latex (eine weiße Flüssigkeit, die im Pflanzengewebe gespeichert ist), der Gummipartikel enthält. Der Gummi entsteht auf natürliche Weise durch Polymerisation (Verknüpfung von Monomeren) von Isopren.
Naturkautschuk hat bessere Eigenschaften als synthetischer Kautschuk. Er bietet hervorragende mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Dehnung, Reißfestigkeit und Elastizität. Außerdem ist er erneuerbar und nachhaltig. Eigenschaften von Naturkautschuk weisen eine geringere Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen und chemischen Einflüssen auf.
Naturkautschuk hat spezialisierte Anwendungen In der Medizin-, Luft- und Raumfahrt- und Schuhindustrie werden Latexhandschuhe aufgrund ihrer Biokompatibilität häufig verwendet. Auch Dichtungen in Raumfahrzeugen bestehen aus Naturkautschuk. Die meisten Armeeschuhe haben aufgrund ihres Komforts und ihrer Haltbarkeit Sohlen aus Naturkautschuk.
Synthesekautschuk
Synthetischer Kautschuk wird künstlich durch chemische Synthese von Erdöl- oder Erdgasnebenprodukten hergestellt. Normalerweise Copolymerisation von Butadien Die Kombination mit einem Monomer ergibt synthetischen Kautschuk. Er imitiert die Eigenschaften von Naturkautschuk mit verbesserter chemischer und thermischer Beständigkeit.
Der beliebte synthetische Kautschuktypen Zu den Gummiarten gehören Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butylkautschuk, Neopren, Nitrilkautschuk und EPDM. Alle diese Gummiarten zeichnen sich durch hohe Haltbarkeit und verbesserte Gummieigenschaften aus. Sie werden in Hochleistungsanwendungen wie Autoreifen, Schläuchen, Rohren, Dichtungen, Förderbändern usw. eingesetzt.
| Synthesekautschuk | Natürliches Gummi |
|---|---|
| Chemisch hergestellt aus Monomeren auf Erdölbasis durch Polymerisation | Wird durch Anzapfen aus dem Latex von Gummibäumen gewonnen |
| Besteht aus künstlichen Polymeren wie Styrol-Butadien, Butyl und Neopren | Besteht aus natürlichem Polyisoprenpolymer, das durch die Polymerisation von Isopren entsteht |
| Festigkeitseigenschaften hängen von der chemischen Zusammensetzung ab | Hervorragende physikalische und mechanische Eigenschaften wie Elastizität, Zugfestigkeit und Reißfestigkeit |
| Verbesserte Beständigkeit gegen chemische Substanzen und hohe Temperaturen | Geringe chemische und Hitzebeständigkeit. |
| Nicht erneuerbar und umweltschädlich | Erneuerbares und natürliches Produkt |
Spezialkautschukmaterialien
Spezialkautschuke sind modifizierte synthetische oder natürliche Kautschukers haben anwendungsspezifische Eigenschaften. Der Naturkautschuk wird durch Vulkanisation modifiziert, ein Prozess, bei dem Querverbindungen in die Gummistruktur eingebettet werden, um seine Festigkeit, Elastizität, Widerstandsfähigkeit usw. zu erhöhen. In ähnlicher Weise wird die chemische Zusammensetzung des synthetischen Kautschuks verändert, um seine Eigenschaften zu verändern.
Zu den gängigen Spezialkautschuken zählen Silikonkautschuk, Fluorkautschuk und Nitrilkautschuk. Silikonkautschuk ist hochtemperaturbeständig von -55 °C bis 300 °C. Er weist zudem die höchste Dehnung auf, etwa 500–700 % der ursprünglichen Länge. Das Material ist beständig gegen Ozon, UV-Strahlung und Witterungseinflüsse. Es wird in der Luft- und Raumfahrt, insbesondere für Dichtungen und O-Ringe, eingesetzt.
Ebenso bieten Fluorkautschuk und Nitrilkautschuk außergewöhnliche chemische Beständigkeit gegen Erdöle und Kraftstoffe, Lösungsmittel, Säuren usw. Fluorkautschuk ist ein wichtiges Material, das in der Öl- und Gasindustrie häufig zur Herstellung kompatibler Dichtungen verwendet wird. Nitrilkautschuk wird häufig in der Industrie und im medizinischen Bereich eingesetzt. Medizinische Handschuhe und Schutzkleidung werden üblicherweise aus Nitrilkautschuk hergestellt.
Anwendungen von Gummimaterialien
Gummi wird zur Herstellung einer Vielzahl von Produkten verwendet. Von Autoreifen bis hin zu Spielzeug findet man Gummi fast überall. Entdecken wir Gummi Materialeigenschaften und Anwendungen:
Industrie- und Automobilanwendungen
Gummimaterial wird häufig verwendet für Industrie- und Automobilanwendungen Aufgrund seiner mechanischen und physikalischen Eigenschaften. Beispielsweise machen die Elastizität, Flexibilität und gute Hitzebeständigkeit von Gummi ihn zu einem idealen Material für kritische Komponenten in Automotoren wie Dichtungen und Schläuche. Die hohe Verschleißfestigkeit und Witterungsbeständigkeit machen ihn zur besten Option für Autoreifen.
Ebenso ermöglichen hohe Abriebfestigkeit und niedriger Druckverformungsrest den Einsatz von Gummi in industrielle Einstellungen. Die Schwingungsdämpfer, Motorlager, Riemen und Rollen in Fördersystemen bestehen aus Gummi.
Verbraucheranwendungen
Gummi ist ein vielseitiges Material, das nicht nur in der Industrie Anwendung findet. Viele Verbraucherprodukte enthalten Gummi. Gummi findet sich in Yogamatten, tragbaren Fitness-Trackern und stoßdämpfenden Schuhsohlen.
Aufgrund seiner Beständigkeit gegen Chemikalien und Wasser eignet sich Gummi am besten für Spielzeug, Sportartikel und Haushaltsgegenstände. Gummimaterial ist ideal für alle Produkte, bei denen Flexibilität, Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit erforderlich sind.
Häufig gestellte Fragen
Welche Vorteile hat Gummi?
Gummi ist ein vielseitiges Material mit Einzigartige Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Elastizität und Kompression. Es wird bei der Herstellung einer Vielzahl von Materialien verwendet, darunter Reifen, Dichtungen, Spielzeug, Schuhsohlen usw.
Was ist der Unterschied zwischen Naturkautschuk und Synthesekautschuk?
Naturkautschuk wird mithilfe einheimischer Techniken aus Bäumen gewonnen, während synthetischer Kautschuk durch chemische Synthese von Erdölnebenprodukten hergestellt wird. Beide Kautschukarten haben vergleichbare Eigenschaften, unterscheiden sich jedoch in ihrer chemischen Zusammensetzung.
Welche Eigenschaften hat Synthesekautschuk?
Synthesekautschuk hat ähnliche Eigenschaften wie Naturkautschuk; es ist hochelastisch, langlebig, hitze- und chemikalienbeständig und bietet eine hervorragende Wasserundurchlässigkeit.
Fazit
Gummi ist ein unverzichtbares Material, das in verschiedenen Branchen verwendet wird. Seine einzigartige Kombination aus Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Elastizität, Hitzebeständigkeit usw. machen es zu einem unverzichtbares Material. Gummi findet in zahlreichen Bereichen Anwendung, unter anderem in der Medizin, der Automobilindustrie, der Industrie, der Luft- und Raumfahrt und der Modebranche.
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