Verschiedene Arten von Gummielastomeren

Was ist ein Gummielastomer?

Ein Gummielastomer ist ein Material, das die Eigenschaften von Gummi aufweist , darunter Abriebfestigkeit, Elastizität, Festigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit. Die Begriffe Gummi und Elastomer werden häufig synonym verwendet.

Elastomere sind elastische Polymere, deren Eigenschaften sie für verschiedene industrielle und mechanische Anwendungen geeignet machen. Daher werden diese Werkstoffe häufig speziell für bestimmte Anforderungen synthetisiert.

Gummi hingegen bezeichnet Naturkautschuk . Naturkautschuk ist eine organische Verbindung, die natürlicherweise in Kautschukbäumen vorkommt.

Im Gegensatz zu Elastomeren ist Naturkautschuk keine Materialkategorie mit elastischen Eigenschaften. Vielmehr handelt es sich um eine spezielle Verbindung.

Was sind Gummielastomer-Eigenschaften?

Es gibt mehrere Eigenschaften von Elastomeren, die sie für bestimmte Anwendungen geeignet machen. Diese Eigenschaften umfassen;

• Wasserdichtigkeit
• Abriebfestigkeit
• Chemische Beständigkeit
• Gasdurchlässigkeit
• Kompressionssatz

• Elektrische Eigenschaften
• Witterungsbeständigkeit
• Ölbeständigkeit
• Hitzebeständigkeit
• Flammenschutz
• Niedertemperaturbeständigkeit

Wasserbeständigkeit

Die Wasserbeständigkeit eines Elastomers beschreibt dessen Fähigkeit, den Auswirkungen des Eintauchens in Wasser standzuhalten. Ein wasserbeständiges Elastomer weist auch bei längerem Eintauchen eine ausgezeichnete Stabilität auf.

Üblicherweise werden wasserbeständige Elastomere in verschiedenen Anwendungen eingesetzt , unter anderem in Dichtstoffen , Farben und Schläuchen.

Abriebfestigkeit

Die Abriebfestigkeit eines Elastomers beschreibt dessen Fähigkeit , dauerhaft rauen Bedingungen wie Abschaben, Reiben oder Kratzen standzuhalten. Abriebfester Gummi widersteht Verschleiß und Abnutzung in mechanischen Anwendungen mit hoher Reibung.

Abriebfestes Gummi wird zur Herstellung von Gummitüllen , Reifen, Dichtungen und O-Ringen verwendet.

Chemische Resistenz

Chemikalienbeständige Elastomere können dem Angriff von Chemikalien über einen bestimmten Zeitraum widerstehen. Im Allgemeinen zersetzen oder degenerieren diese Elastomere nicht bei Einwirkung bestimmter Chemikalien.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Elastomere unterschiedliche Beständigkeitsgrade gegenüber verschiedenen Chemikalien aufweisen. Beispielsweise sind manche Elastomere beständig gegen Mineralsäuren, gleichzeitig aber nicht gegen Phosphatester.

Gasdurchlässigkeit

Die Gaspermeation beschreibt die Geschwindigkeit, mit der kleinste Gasmoleküle ein Elastomer durchdringen. Elastomere mit geringer Gaspermeabilität sind beständiger gegen Gaspermeation.

Anwendungen wie Vakuumversiegelung und Innenschläuche benötigen Elastomere, die der Gasdurchlässigkeit widerstehen können.

Komprimierungssatz

Der Druckverformungsrest ist das Ausmaß der bleibenden Verformung eines Elastomers nach Einwirkung einer Kraft über einen bestimmten Zeitraum. Diese Eigenschaft wird häufig in Prozent angegeben.

Beispielsweise bedeutet ein Druckverformungsrest von null, dass ein Elastomer nach dem Entfernen der Kraft in seine ursprüngliche Form zurückkehrt . Im Gegensatz dazu bedeutet ein Druckverformungsrest von 100 %, dass das elastische Material verformt bleibt und sich nach dem Entfernen des Drucks nicht zurückbildet .

Elastomere mit geringem Druckverformungsrest eignen sich aufgrund der ständigen Einwirkung von wechselnden Kräften ideal für dynamische Dichtungsanwendungen.

Elektrische Eigenschaften

Elastomere sind bekanntermaßen Isolatoren und verhindern den freien Elektronenfluss . Gummimaterialien mit hervorragenden elektrischen Eigenschaften können bei hohen Temperaturen und unter feuchten Bedingungen eingesetzt werden, ohne ihre Form zu verlieren.

Elektrisch isolierende Gummis werden üblicherweise zur Herstellung von Kabelverbindern und Isolatoren verwendet.

Witterungsbeständigkeit

Die Witterungsbeständigkeit eines Elastomers beschreibt seine Fähigkeit, seine Form bei längerem Einsatz im Freien beizubehalten . Allerdings sind nicht alle Elastomere aufgrund von Ozon- und UV-Strahlung witterungsbeständig .

Ölbeständigkeit

Öl greift Gummi an und schwächt ihn. Ölbeständige Elastomere widerstehen Kohlenwasserstoffen sowie Mineral- und Pflanzenölen, ohne sich zu verformen.

Gummimaterialien mit guter Ölbeständigkeit eignen sich für Anwendungen im Bereich Kfz-Kraftstoffe.

Flammenschutz

Nur sehr wenige Elastomere sind flammwidrig oder nicht entflammbar. Flammhemmende synthetische Elastomere widerstehen Feuer und behalten dabei ihre Form. Elastomere mit geringer Flammbeständigkeit erfahren irreversible chemische Veränderungen.

Es ist wichtig zu beachten, dass nicht alle hochtemperaturbeständigen Elastomere flammhemmend sind. Dennoch können viele Elastomere so zusammengesetzt werden, dass sie feuerbeständige Eigenschaften aufweisen.

Hitzebeständigkeit

Die Hitzebeständigkeit von Gummimaterialien ist die Fähigkeit des Materials, seine Form und Gestalt bei längerer Einwirkung extremer Temperaturen beizubehalten .

Nicht alle Elastomere sind hitzebeständig. Manche Elastomere sind widerstandsfähiger gegenüber höheren Temperaturen als andere.

Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen

Neben Anwendungen bei hohen Temperaturen benötigen auch zahlreiche Tieftemperaturanwendungen Elastomere mit Tieftemperaturflexibilität. Leider verlieren manche Elastomere bei niedrigen Temperaturen ihre Flexibilität und reagieren nicht mehr auf Krafteinwirkung.

Infolgedessen versteifen sich diese Gummimaterialien und werden sehr hart und spröde.

Was sind die verschiedenen Arten von Gummielastomeren?

Es gibt verschiedene synthetische Kautschukmaterialien. Dieser Abschnitt fasst die Eigenschaften einiger dieser Elastomere zusammen. Diese Liste ist jedoch nicht vollständig. Zu den weiteren wichtigen Kautschukmaterialien zählen Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und hydrierter Nitrilkautschuk.

1. Vulkanisiertes Gummielastomer

Durch die Vulkanisation wird Naturkautschuk mittels Hitze und Schwefelzugabe gestärkt. Im Gegensatz zu Naturkautschuk ist vulkanisierter Kautschuk elastischer und widerstandsfähiger gegen höheren Druck und stärkere Belastung.

Zu den Eigenschaften von vulkanisiertem Kautschuk gehören ausgezeichnete Elastizität, Reißfestigkeit, geringe Wasseraufnahme , Chemikalienbeständigkeit und ausgezeichnete Zugfestigkeit.

Darüber hinaus zeichnet sich diese Art von Elastomer durch eine erhöhte elektrische Isolationsfähigkeit und eine gute Abriebfestigkeit aus.

2. Butylkautschuk-Elastomer

Butylkautschuk ist synthetisch. Dieses Elastomer wird aus einer Mischung von Isopren und Isobutylen hergestellt. Darüber hinaus ist es für seine geringe Gasdurchlässigkeit und Biokompatibilität bekannt.

Zu den weiteren Eigenschaften von Butylkautschuk zählen seine Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Ozon und Abrieb. Er besitzt zudem hervorragende elektrische Isolationseigenschaften. Leider weist Butylkautschuk eine geringe Kraftstoffbeständigkeit auf.

3. Nitrilkautschuk-Elastomer

Nitrilkautschuk ist ein ölbeständiger synthetischer Kautschuk. Aufgrund seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften findet er breite Anwendung in der Dichtungsindustrie . Zu den Eigenschaften von Nitrilkautschuk zählt seine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Wasser, Kraftstoffen und Mineralölen.

Darüber hinaus ist dieser synthetische Kautschuk beständig gegen Hydraulikflüssigkeiten, Alkohol und Silikonfette. Weitere Eigenschaften von Nitrilkautschuk sind seine gute Abriebfestigkeit, hohe Zugfestigkeit und geringer Druckverformungsrest.

4. Neoprenkautschuk-Elastomer

Neopren ist ein vielseitiges Elastomer mit wasserdichten und chemikalienbeständigen Eigenschaften . Darüber hinaus ist dieses Gummimaterial beständig gegen Zersetzung, Brennen und Korrosion.

Darüber hinaus ist dieser Kautschuk biokompatibel und wird mitunter als Latexersatz verwendet. Weitere Eigenschaften von Neoprenkautschuk sind seine gute Beständigkeit gegenüber Wasser, Sauerstoff, Flammen und Ozon.

5. Silikonkautschuk-Elastomer

Silikon ist ein vielseitiger Gummiwerkstoff, der aufgrund seiner Stabilität bei hohen Temperaturen in zahlreichen Anwendungen eingesetzt wird. Es ist außerdem für seine Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen bekannt.

Darüber hinaus besitzt dieses Elastomer charakteristische chemische und physikalische Eigenschaften , die es für Anwendungen mit Wasser, Dampf oder Brennstoffen geeignet machen.

Es zeichnet sich zudem durch hervorragende chemische Stabilität und Biokompatibilität aus. Daher findet es breite Anwendung in der Medizin und in Lebensmittelanwendungen.

6. EPDM-Gummi-Elastomer

EPDM ist die Abkürzung für Ethylen-Propylen-Dien-Monomer. Dieses synthetische Elastomer besitzt hervorragende Eigenschaften und stellt somit eine Alternative zu Silikonkautschuk dar.

Darüber hinaus ist dieses Elastomer eine noch kostengünstigere Option. Zu den Eigenschaften von EPDM gehören Hitze- und Witterungsbeständigkeit. Dieses Elastomer ist außerdem ein hervorragender elektrischer Isolator.

Was sind die Anwendungen für jede Art von Gummielastomer?

Jedes Elastomer besitzt einzigartige Eigenschaften und eignet sich daher für verschiedene industrielle Anwendungen. Die folgende Tabelle zeigt die Anwendungsgebiete unterschiedlicher Elastomere.

Gummi-Elastomer	Anwendungen
Vulkanisierter Gummi	Wird aufgrund seiner hohen Elastizität für Reifen, Schläuche, O-Ringe, Dichtungen, Ösen und Gummispielzeug verwendet.
Butylkautschuk	Wird für Sportbälle, Schläuche und als flüssiger Reiniger für Einspritzdüsen und Ölverschmutzungen verwendet.
Nitrilkautschuk	Häufig in Autoteilen (Dichtungen) und Formteilen wie Handschuhen, Matten und Schuhen.
Neopren-Gummi	Wird für Beschichtungen, Klebstoffe, Dichtungen, Masken, Brandschutztüren und Haushaltshandschuhe verwendet.
Silikon-Gummi	Wird in medizinischen und lebensmittelechten Artikeln wie Handschuhen, Implantaten, Utensilien und Behältern verwendet.
EPDM	Wird für Außenschläuche, Dichtungen, Dächer und Abdichtungen verwendet.

Wie wählen Sie die richtige Art von Gummielastomer für Ihre Anwendung aus?

Es gibt nicht den einen richtigen Elastomertyp für alle Anwendungen. Die Rahmenbedingungen Ihrer Anwendung bestimmen, welches Elastomer für Ihre Anforderungen am besten geeignet ist.

Berücksichtigen Sie vor der Auswahl eines geeigneten Gummimaterials für Ihre Anwendung die folgenden Faktoren;

Temperatur

Die Temperatur in einer Anwendung ist eine wesentliche Betriebsbedingung und ein wichtiger Faktor bei der Auswahl von Gummielastomeren.

Daher sollte das beste Elastomer für Ihr Projekt einen Temperaturbereich aufweisen, der zum Temperaturbereich des Projekts passt.

Art der Anwendung

Ist Ihre Anwendung statisch oder dynamisch? Nicht alle Elastomere eignen sich für aktive oder statische Anwendungen.

Silikon eignet sich beispielsweise besser für stationäre Anwendungen, während Nitrilkautschuk für dynamische Dichtungsanwendungen besser geeignet ist. Daher sollte man vor der Auswahl eines geeigneten Gummimaterials die Art der Anwendung berücksichtigen.

Belichtung

Welchen Bedingungen setzen Sie Ihr Gummimaterial aus? Sind es Mineralsäuren, Wasser oder Witterungseinflüsse? Wie lange dauert diese Einwirkung? Das beste Gummielastomer für Ihre Anwendung sollte langfristigen Betriebsbedingungen standhalten.

Industriestandards

Jede Branche hat ihre eigenen Standards für Elastomere. So unterscheiden sich beispielsweise die Standards in der Lebensmittelindustrie von denen in der Automobilindustrie. Daher sollten Sie bei der Auswahl eines Elastomers die jeweiligen Branchenstandards berücksichtigen und ein geeignetes Material wählen.

Verfügbarkeit

Die Verfügbarkeit Ihres Elastomers hat einen erheblichen Einfluss auf Ihr Projekt. Produktionszeit, Materialkosten und Ausrüstungskosten hängen allesamt von der Verfügbarkeit Ihrer Rohstoffe ab.

Daher ist es am besten, die Verfügbarkeit eines Elastomers zu prüfen, bevor Sie es für Ihre Anwendung auswählen.

Was sind einige häufige Probleme mit Gummielastomeren?

Es gibt kein allgemeines Problem bei allen Gummielastomeren, da sie alle unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Dennoch haben diese Gummimaterialien einzeln betrachtet ihre Nachteile.

Die folgende Tabelle zeigt die häufigsten Probleme mit Gummielastomeren.

Gummi-Elastomer	Häufige Probleme
Vulkanisierter Gummi	Kostspieliger, gefährlicher Vulkanisierungsprozess; nicht recycelbar.
Butylkautschuk	Teuer und schwer zu verarbeiten; schlechte Öl- und Temperaturbeständigkeit.
Nitrilkautschuk	Geringe UV-, Ozon- und Hitzebeständigkeit; nicht für den Einsatz mit Dampf geeignet.
Neopren-Gummi	Hohe Kosten; schlechte Öl- und Chemikalienbeständigkeit.
Silikon-Gummi	Sperrig, teuer und geringe Reißfestigkeit (kann durch Zusatzstoffe verbessert werden).
EPDM-Gummi	Schwer zu verkleben; geringe Beständigkeit gegen Lösungsmittel, Öle und Kraftstoff.

Fazit

Elastomere weisen charakteristische Eigenschaften auf , darunter Wasserbeständigkeit, Ölbeständigkeit, UV-Beständigkeit, elektrische Isolation und Druckverformungsrest. Diese Eigenschaften entscheiden darüber, ob ein Gummimaterial für Ihre Anwendung geeignet ist.

Bevor Sie sich für ein Gummimaterial für Ihre Anwendung entscheiden, müssen Sie daher die Eigenschaften des Elastomers und die Betriebsbedingungen berücksichtigen. Die besten Elastomere sind diejenigen, die sich perfekt für Ihre Anwendung eignen und keine Verformungen aufweisen.

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