15 gängige Gummiarten, die Sie kennen müssen

Auf dem Markt gibt es so viele verschiedene Gummisorten, dass die Auswahl der richtigen oft schwierig ist. Daher bietet dieser Artikel einen kurzen Überblick über die 15 gängigsten Gummisorten , ihre Eigenschaften und Anwendungsgebiete.

Eigenschaften von Gummi

Gummi ist aus mehreren Gründen ein einzigartiger Werkstoff . Er kann weich oder hart, fest oder flüssig, flexibel oder starr sein und vieles mehr.

Nur wenige Materialien können mit der Vielseitigkeit von Gummi mithalten; selbst dann sind manche Anwendungen ohne Gummi nicht möglich.

Nachfolgend eine kurze Liste verschiedener Eigenschaften von Gummi und deren Bedeutung.

1. Elastizität

Elastizität ist die Eigenschaft eines Materials, nach Einwirkung einer Druck- oder Zugkraft in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren . Eine höhere Elastizität bedeutet, dass sich das Material verformen und anschließend wieder seine ursprüngliche Form annehmen kann.

Kurz gesagt, Elastizität ist ein Maß für die Dehnbarkeit eines Materials. Diese Eigenschaft findet sich bei verschiedenen Materialien , darunter Elastomere (Gummi), Metalle und Kunststoffe.

Gummi ist jedoch mit Abstand der elastischste aller Werkstoffe. Elastizität ist im industriellen Bereich unerlässlich ; viele Produkte wie Rohre, Dichtungen und Dichtungsringe benötigen elastische Materialien wie Gummi.

Die gute Elastizität ist der Grund, warum Gummimaterialien vorwiegend für Rohre, Dichtungen und Dichtungsringe verwendet werden. Gummi verdankt seine Elastizität seiner besonderen molekularen Struktur.

Es besteht aus langen, miteinander verschlungenen Polymerketten. Diese Ketten können gezogen und geschoben werden, kehren aber schließlich in ihren ursprünglichen Zustand zurück.

2. Vulkanisation

Vulkanisation ist ein chemisches Verfahren zur Verstärkung von Gummimaterialien. Gummi wird zusammen mit Schwefel in einen Ofen gegeben und auf etwa 280°F bis 320°F erhitzt.

Durch die Wärmezufuhr lagern sich Schwefelatome zwischen die molekularen Kautschukketten ein.

Vulkanisierter Gummi weist eine höhere Härte und Zugfestigkeit , eine gesteigerte Elastizität, eine gute Abriebfestigkeit und eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit auf.

3. Thermische Kontraktion

Thermische Kontraktion ist die Volumenverringerung eines Materials aufgrund einer Temperaturänderung . Materialien reagieren unterschiedlich auf Temperaturänderungen; Metalle ziehen sich bei sinkender Temperatur zusammen, Gummi hingegen bei steigender Temperatur.

Die langen Molekülketten rollen sich zusammen und schrumpfen, wenn ein Gummimaterial erhitzt wird.

Die thermische Kontraktion ist zwar nicht ideal, aber der thermischen Ausdehnung vorzuziehen. Eine Volumenzunahme kann zu Beeinträchtigungen benachbarter Bauteile in einem Produkt führen.

Eine Volumenverringerung kann zu geringfügigen Spannungen führen , die leichter zu bewältigen sind.

4. Isolierung

Isolierung ist die Eigenschaft eines Materials, den Fluss von Wärme oder elektrischem Strom durch es zu verhindern. Natur- und Synthesekautschuk sind Isolatoren für elektrischen Strom in all seinen Formen.

Allerdings kann die Wärmebeständigkeit von Gummi von einem vollständigen Isolator bis zu einem schwachen Leiter variieren.

Aufgrund seiner Schalldämmeigenschaften ist Gummi ein begehrtes Material für elektronische Bauteile.

5. Druckverformungsrest

Mit dem Druckverformungsrest wird die Materialverformung nach langfristiger Einwirkung von Druckspannung gemessen.

Bei Gummiprodukten wird der Druckverformungsrest verwendet, um die Materialmenge zu messen, die nicht in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt.

Gummi wird häufig für Dichtungen, Dichtringe und O-Ringe verwendet , daher kann eine unzureichende Druckverformung die Langzeitfunktion des Geräts beeinträchtigen.

6. Wasser- und Luftbeständigkeit

Naturkautschuk und alle synthetischen Kautschuke besitzen eine porenfreie Struktur, was zu einer ausgezeichneten Wasserundurchlässigkeit führt. Dank ihrer Wasser- und Luftbeständigkeit eignen sie sich für vielfältige hydraulische und pneumatische Anwendungen.

Luftdichte synthetische Kautschuke wie lebensmittelechtes Silikon werden häufig in der Lebensmittelindustrie für Verpackungen verwendet. Naturkautschuk hingegen findet oft Verwendung in Dichtungen und Dichtungsringen für Sanitärinstallationen.

7. Langlebigkeit

Gummi ist ein widerstandsfähiges Material, das hohen Belastungen standhält . Durch geeignete Vulkanisation und chemische Zusammensetzungen lässt sich Gummi jedoch so modifizieren, dass er auch extremen Umgebungsbedingungen trotzt.

Gummi hat eine gute Abriebfestigkeit, Kältebeständigkeit, Flammbeständigkeit und mäßige Reißfestigkeit.

Gängige Arten von Gummimaterialien

Auf dem Markt sind zwei Hauptkategorien von Gummimaterialien erhältlich: Naturkautschuk und Synthesekautschuk.

Naturkautschuk ist verarbeiteter Baumsaft, der von Kautschukbäumen stammt . Synthetischer Kautschuk ist eine ganze Kategorie , die verschiedene Arten von Kautschukmaterialien umfasst.

Insgesamt gibt es rund 40 Arten von Natur- und Synthesekautschuk . Hier ist eine Liste der gängigsten Kautschukarten, über die Sie Bescheid wissen sollten.

Naturkautschuk (NR)

Naturkautschuk ist unter vielen Namen bekannt , darunter Latex, indischer Kautschuk, Gummigummi oder Amazonaskautschuk, aber seine wesentlichen Eigenschaften sind dieselben. Organischer Saft wird aus Kautschukbäumen gewonnen und zu nutzbarem Naturkautschuk verarbeitet.

Der Naturkautschuk besitzt eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Belastung und Ermüdung sowie eine gute Druckverformungs- und Reißfestigkeit.

Naturkautschuke besitzen gute mechanische und thermische Eigenschaften, sind aber gegenüber den meisten Chemikalien besonders empfindlich.

Öle, Kraftstoffe, Säuren, Laugen und Amine sollten nicht direkt mit Naturkautschuk in Kontakt kommen. Daher wird Naturkautschuk häufig mit anderen Verbindungen gemischt, um seine Festigkeit zu erhöhen.

Es wird häufig für Anwendungen bei Raumtemperatur verwendet, beispielsweise für Gummibänder, Reifen , Schwingungsdämpfer, Dichtungen und Dichtungsringe. Durch die Zugabe bestimmter Verstärkungsmittel kann es auch für Dach-, Boden- und Klebstoffanwendungen eingesetzt werden.

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)

Styrol-Butadien-Kautschuk ist eine Familie von Kautschukmischungen, die aus einer Kombination von Styrol und Butadien hergestellt werden. Styrol-Butadien-Kautschuk ist der komplexeste und haltbarste aller synthetischen Kautschuke.

Es wurde 1929 von einem Chemiker in Deutschland entwickelt und während des Zweiten Weltkriegs vorwiegend für Autoreifen und verschiedene andere Gummiprodukte verwendet.

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) weist einige Materialeigenschaften auf, die er mit Naturkautschuk teilt. Er ist zwar haltbarer, gehört aber zu den Kautschukarten, die anfällig für chemische und umweltbedingte Schäden sind.

Heute besteht fast die Hälfte aller Autoreifen weltweit aus Styrol-Butadien-Kautschuk . Darüber hinaus findet man diesen Werkstoff in Schuhsohlen, Gummischneidebrettern und Dachmaterialien.

Silikonkautschuk (VMQ)

Natürliches Silikon (Si) wird mit Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H) verarbeitet, um ein synthetisches Elastomer namens Silikonkautschuk herzustellen.

Ungehärteter Silikonkautschuk liegt als Flüssigkeit vor und benötigt Vulkanisation, Aushärtung und gegebenenfalls Katalyse, um in einen Feststoff überzugehen . Silikon weist die vielfältigsten Materialeigenschaften aller Kautschuke auf.

Es weist eine gute Flammwidrigkeit, ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Chemikalien und niedrigen Temperaturen sowie eine hohe Umweltverträglichkeit auf . Kraftstoffe und chemische Lösungsmittel stellen eine große Gefahr für Silikonkautschuke dar.

Naturkautschuk findet in verschiedenen Branchen Anwendung , von der Medizin bis zur Automobilindustrie. Er wird für biokompatible Medizinprodukte und hypoallergene Lebensmittel verwendet.

Darüber hinaus finden sich Silikonkautschuke auch in synthetischen Schmierstoffen und Klebstoffen.

Fluorsilikonkautschuk (FVMQ)

Fluorsilikon ist eine modifizierte Form von Silikonkautschuk, die für Langlebigkeit und Stabilität bei extremen Temperaturen entwickelt wurde . Es zählt zu den teureren Kautschukarten und wird daher nur selten für Standardprodukte verwendet.

FVMQ verbessert die schlechten physikalischen Eigenschaften und die Abriebfestigkeit von herkömmlichem Silikon . Sein einziger Nachteil ist die mäßig niedrige Gasdurchlässigkeit und der Ketongehalt.

Aufgrund seiner hohen Kosten ist FVMQ für einfache Produkte wie Gummibänder und Schuhsohlen ungeeignet. Stattdessen wird es häufig für Dichtungen in technischen Bauteilen und hydraulischen Bremsflüssigkeitssystemen verwendet.

Nitrilkautschuk (NBR)

Nitrilkautschuk ist ein synthetisches Elastomer mit erhöhter chemischer Beständigkeit . Er wird auch als Nitril-Butadien-Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, NBR und Buna-N bezeichnet und ist unter den Markennamen Perbunan, Nipol, Krynac und European markenrechtlich geschützt.

Nitrilkautschuk wurde in den 1940er Jahren als eines der ersten ölbeständigen Elastomere entwickelt.

NBR weist im Vergleich zu anderen synthetischen Kautschukmischungen eine relativ geringe Beständigkeit gegenüber Temperaturänderungen auf . Je nach Zusammensetzung ist auch die Flammwidrigkeit gering.

Doch alle Nachteile von NBR werden durch seine Beständigkeit gegenüber Ozon, Kraftstoffen und Öl ausgeglichen. Darüber hinaus kann Nitril mit PVC gemischt werden , um die Beständigkeit gegenüber Alterung, Benzin, Ozon und Flammschutz zu verbessern.

Daher findet es breite Anwendung in der Automobil- sowie der Öl- und Gasindustrie. Nitrilkautschuk-Innenschläuche, Dichtungen und Dichtungsringe werden häufig in Benzintanks von Fahrzeugen eingesetzt . Im medizinischen Bereich ist Nitrilkautschuk das Material der Wahl für OP-Handschuhe.

Hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR)

Hydrierung ist die Anlagerung von Wasserstoffmolekülen an eine Verbindung. HNBR ist ein Produkt der Butadienhydrierung in Nitrilkautschuk . Die Hydrierung führt zu einer höheren Beständigkeit gegenüber Ölen und Chemikalien, aber vor allem zu höheren Betriebstemperaturen.

HNBR-Material besitzt die gleichen moderaten physikalischen Eigenschaften, Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Mineralölen wie NBR.

Hydrierter Nitrilkautschuk wird auch für Hochleistungsanwendungen wie Ölbohranlagen und Motoren eingesetzt.

Polychloropren-Kautschuk (CR/Neopren®)

Neoprenkautschuk besteht aus einer flüchtigen und farblosen Flüssigkeit namens Chloropren. Chloropren zählt zu den ältesten Kautschukmaterialien und wurde in den 1930er Jahren entwickelt.

Das Unternehmen DuPont ließ sich den Begriff Neopren für seine Gummimischung markenrechtlich schützen, der mittlerweile synonym mit Polychloroprenkautschuk verwendet wird.

Neoprenkautschuk weist eine gute Öl- und Chemikalienbeständigkeit auf und ist weniger anfällig für Zersetzung und Korrosion . Er ist empfindlich gegenüber konzentrierten Säuren, Laugen und einigen chemischen Lösungsmitteln.

Neoprenkautschuk wird in Hochdruckdichtungen, Schläuchen, Klebstoffen, Dichtungsstreifen, gewerblichen und industriellen Schutzmasken sowie Wassersportbekleidung verwendet.

Badebekleidung und Tauchanzüge werden aufgrund ihrer hervorragenden Wasserdichtigkeit häufig aus Neopren hergestellt.

Butylkautschuk (IIR)

Butylkautschuk (oder Butylisobutylenisoprenkautschuk) ist ein synthetisches Elastomer mit einer außergewöhnlich geringen Gasdurchlässigkeit im Vergleich zu allen anderen Kautschukarten.

Butylkautschuk besitzt eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit ; er ist beständig gegen konzentrierte Säuren, Laugen und Alkohole. Darüber hinaus weist Butylkautschuk hervorragende Tieftemperatureigenschaften und Ozonbeständigkeit auf.

Butylkautschuk findet in verschiedenen Anwendungsbereichen Verwendung, wird aber besonders häufig für Dichtstoffe und luftdichte Dichtungen eingesetzt.

Butylkautschuk findet sich auch in Schuhsohlen, Autoreifen, Fahrradschläuchen und Kaugummi.

Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM)

EPDM-Kautschuk zählt zu den widerstandsfähigsten und robustesten synthetischen Kautschuken. Er wird häufig als Gummischaumstoff eingesetzt , um zusätzliche Dämpfungs- und Isolationseigenschaften zu erzielen.

Es zeichnet sich durch gute Abriebfestigkeit, thermische und physikalische Eigenschaften sowie Wasserdichtigkeit und Isolationsfähigkeit aus. EPDM-Kautschuk ist jedoch besonders empfindlich gegenüber Kraftstoffen, Lösungsmitteln und Mineralölen.

EPDM-Kautschuk wird hauptsächlich für Außenanwendungen wie Gartenschläuche, Garagentordichtungen und Fußmatten verwendet. In der Automobilindustrie ist er aufgrund seiner isolierenden und schalldämpfenden Eigenschaften sehr gefragt.

Polyurethankautschuk (PU)

Polyurethan ist eine Gruppe von Polymeren, die aus organischen Verbindungen bestehen, welche durch Kohlenstoffbrücken miteinander verbunden sind. Es ist eine leicht entzündliche Verbindung und wird häufig mit anderen Elementen vermischt.

Die Eigenschaften von PU-Kautschuk hängen größtenteils von Form und Beschaffenheit ab. Er weist im Allgemeinen eine gute Korrosions- und Abriebfestigkeit auf, ist jedoch anfällig für Öle auf Mineralölbasis.

Die meisten Polyurethan-Kautschuke bestehen aus Schaumstoffen, die mit einem anderen Material überzogen sind . Möbel sind der häufigste Anwendungsbereich für Polyurethanschaum, da er eine breite Produktpalette abdeckt.

Kissen, Polster, Sitze, Kleidung, Schuhe und Teppiche bestehen alle aus Polyurethan.

Die beiden gebräuchlichsten Arten von aus Polyurethan hergestellten Kautschuken sind Polyether (EU) und Polyester (AU).

Fluorelastomer (FKM/Viton®)

FKM ist unter verschiedenen Bezeichnungen bekannt , darunter Fluorkautschuk, Fluorelastomer oder Viton. Es handelt sich um ein extrem dichtes Material mit grünlich-brauner Farbe. FKM ist ein seltener Werkstoff und wird außerhalb industrieller Anwendungen kaum eingesetzt.

Es ist beständig gegen Kraftstoffe, Mineralöle, Säuren, Alkohole und Lösungsmittel. Darüber hinaus weist FKM eine der höchsten Betriebstemperaturspezifikationen auf . Es ist das robusteste Gummimaterial und reagiert nur empfindlich auf bestimmte Chemikalien.

FKM wird vorwiegend in Hochleistungsmaschinen wie Fahrzeugen und Industrieanlagen eingesetzt. Automobil-O-Ringe, Dichtungen, Schläuche und industrielle Schutzhandschuhe werden häufig aus FKM hergestellt.

Polyacrylkautschuk (ACM)

ACM ist ein Spezialelastomer, das für eine hohe Kraftstoff- und Ölbeständigkeit entwickelt wurde . Da es sich um ein Spezialmaterial handelt, findet es in allgemeinen Anwendungen selten Verwendung.

Es besitzt eine ausgezeichnete Ozon-, Hitze- und Ölbeständigkeit und ist daher ideal für den Einsatz in Motorblöcken geeignet.

ACM-Dichtungen, O-Ringe, Riemen und Dichtungsringe finden sich in den meisten Hochtemperaturbereichen eines Automotors. Es kann auch als Bestandteil von industriellen Dichtstoffen und Schutzbeschichtungen verwendet werden.

Ethylen-Acryl-Kautschuk (EA/Vamac®)

EA-Kautschuk ist ein gängiger Automobilwerkstoff, der oft unter dem Markennamen Vamac bekannt ist.

Von allen verschiedenen Gummisorten zeichnet sich EA durch seine Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen und Umwelteinflüssen aus.

Ethylen-Acryl-Kautschuk weist eine geringe Kraftstoffbeständigkeit auf und ist anfällig für verschiedene Chemikalien. Er wird häufig für Dichtungen, O-Ringe, Kabel und die Isolierung von Hochspannungssteckverbindern im Automobilbereich verwendet.

Epichlorhydrin (ECO/Hydrin®)

ECO zeichnet sich unter den vielen verschiedenen Kautschuksorten durch seine hervorragende Witterungsbeständigkeit aus. Es ähnelt Nitrilkautschuk, bietet aber entscheidende Verbesserungen hinsichtlich Chemikalienbeständigkeit und Einsatztemperaturen.

Epichlorhydrin besitzt gute Materialeigenschaften, zeichnet sich aber durch eine deutlich bessere Beständigkeit gegenüber Kraftstoffen, Ölen und Lösungsmitteln aus. Es wird in der Automobilindustrie für O-Ringe, Dichtungen und Dichtungsringe verwendet. Im Handel findet man ECO-Kautschuk beispielsweise in den Laufflächen von Inlineskates.

Schaumgummi

Schaumgummi ist keine Art von Gummimaterial, sondern eine Form für Naturkautschuk und synthetische Kautschuke.

Dabei wird ein Gummimaterial mit einem Treibmittel kombiniert, um eine Matrixstruktur zu erzeugen , durch die sich winzige Luftbläschen ausbreiten.

Die physikalischen Eigenschaften von Schaumgummi hängen vom verwendeten Basisgummi ab . Er wird häufig für die Wanddämmung und als Füllmaterial für Matratzen, Stühle, Kissen und Sofas verwendet.

Natürlicher vs. synthetischer Kautschuk

Naturkautschuk ist im Allgemeinen für die meisten Anwendungen gut geeignet . Bei Hochleistungsgeräten werden jedoch die Schwächen von Naturkautschuk deutlich.

Viele moderne Fahrzeuge, Instrumente und Geräte benötigen robustere, langlebigere und widerstandsfähigere Materialien. Im Folgenden werden natürlich vorkommende Kautschukmischungen mit im Labor hergestelltem Synthesekautschuk verglichen.

Hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften ist Naturkautschuk nach wie vor unübertroffen. Einige synthetische Kautschuke erreichen jedoch fast die Leistungsfähigkeit von Naturkautschuk oder übertreffen sie sogar. Daher entscheiden sich viele Hersteller und Lieferanten weiterhin für die natürliche Variante.

Der Vergleich der chemischen Beständigkeit zeichnet ein ganz anderes Bild. Fast alle Kautschuke, sowohl natürliche als auch synthetische, weisen gegenüber den meisten Chemikalien Schwächen auf . Auch wenn es auf den ersten Blick so aussieht, als ob Natur- und Synthesekautschuk gleichauf liegen , ist ein leichter Vorteil für eine der beiden Sorten erkennbar.

Synthetische Kautschuke haben zwar auch mit Chemikalien zu kämpfen, bieten aber eine deutlich größere Materialauswahl als nur eine realistische Option. Darüber hinaus sind einige synthetische Alternativen in bestimmten Anwendungsbereichen deutlich überlegen.

Schließlich zeigt sich eine deutliche Niederlage für Naturkautschuk. Obwohl synthetische Kautschuke eine durchschnittliche Beständigkeit gegenüber den meisten Umwelteinflüssen aufweisen, sind sie ihm weit überlegen. Mit wenigen Ausnahmen schnitten fast alle synthetischen Kautschuke besser ab als ihre natürlichen Pendants.

Abgesehen von der Wasserbeständigkeit konnten Naturkautschuke mit synthetischen Alternativen nicht mithalten. Temperatur- und Ozonbeständigkeit sind für alle Gummianwendungen im Außenbereich wünschenswerte Eigenschaften, und synthetische Alternativen bieten insgesamt die bessere Wahl.

Fazit

Kautschuke sind in ihrer Beschaffenheit und ihren physikalischen Eigenschaften sehr vielfältig . Während Naturkautschuke im Allgemeinen hervorragende Eigenschaften aufweisen, werden sie in den meisten Anwendungsfällen von synthetischen Kautschuken übertroffen.

Jede Kautschuksorte verfügt über weitere Untertypen und Rezepturen, die die einzelnen Eigenschaften verstärken.

Bei der Auswahl eines Materials für Ihre Projekte sollten Sie genau auf die einzelnen Eigenschaften achten . Bitten Sie anschließend den Hersteller , die Materialien so anzupassen, dass sie Ihren Toleranzen entsprechen.

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