15 gängige Gummiarten, die Sie kennen müssen

Es gibt so viele Arten von Belägen auf dem Markt, dass es verwirrend sein kann, die richtige zu finden. Hier ist also ein einfacher Artikel, der die 15 am häufigsten verwendeten Kautschuke, ihre Eigenschaften und ihre Anwendungen bespricht.

Eigenschaften von Gummi

Gummi ist aus mehreren Gründen ein einzigartiges Material. Es kann weich oder hart, fest oder flüssig, flexibel oder starr und vieles mehr sein. Nur eine Handvoll Materialien können mit der Vielseitigkeit von Gummi mithalten; Selbst dann funktionieren einige Anwendungen nicht ohne Gummi.

Im Folgenden finden Sie eine kleine Liste verschiedener Gummieigenschaften und deren Bedeutung.

1. Elastizität

Elastizität ist die Eigenschaft eines Materials, nach Einwirkung einer Druck- oder Zugkraft in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Durch die höhere Elastizität kann sich das Material verformen und in seine ursprüngliche Form zurückkehren. Kurz gesagt ist Elastizität ein Maß für die Dehnbarkeit eines Materials. Diese Eigenschaft kann bei mehreren Materialien beobachtet werden, darunter Elastomere (Gummi), Metalle und Kunststoffe.

Allerdings ist Gummi von allen Materialien das mit Abstand elastischste. Für den Industriebereich ist Elastizität erforderlich; viele Produkte wie Rohre, Dichtungen und Dichtungen erfordern elastische Materialien wie Gummi. Aufgrund der guten Elastizität werden Gummiwerkstoffe überwiegend in Rohren, Dichtungen und Dichtungen eingesetzt.

Gummi erhält seine Elastizität durch seinen ausgeprägten molekularen Aufbau. Es besteht aus langen Polymerketten, die ineinander verschlungen sind. Diese Ketten können gezogen und geschoben werden, kehren aber schließlich in ihren ursprünglichen Zustand zurück.

2. Vulkanisation

Vulkanisation ist ein chemischer Prozess zur Verstärkung von Gummimaterialien. Kautschuk wird zusammen mit Schwefel in einen Ofen gegeben und auf etwa 280 bis 320 °F erhitzt. Durch die Zufuhr von Wärme lagern sich Schwefelatome zwischen den molekularen Gummiketten ein.

Vulkanisierter Gummi hat eine bessere Härte und Zugfestigkeit, eine erhöhte Elastizität, eine gute Abriebfestigkeit und eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit.

3. Thermische Kontraktion

Wärmekontraktion ist die Abnahme des Materialvolumens 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 nicht ideal, aber der thermischen Ausdehnung vorzuziehen. Eine Volumenzunahme kann zu Störungen benachbarter Komponenten in einem Produkt führen. Eine Verringerung des Volumens kann zu geringfügigen Spannungen führen, die leichter zu handhaben sind.

4. Isolierung

Isolierung ist die Eigenschaft eines Materials, den Fluss von Wärme oder elektrischem Strom durch das Material zu verhindern. Natürliche und Synthesekautschuk ist ein Isolator für elektrischen Strom in allen seinen Formen. die Hitzebeständigkeit von Gummi kann von einem vollständigen Isolator bis zu einem schwachen Leiter variieren.

Aufgrund seiner schalldämmenden Eigenschaften ist Gummi ein gefragter Werkstoff für elektronische Bauteile.

5. Druckverformungsrest

A Kompressionssatz misst die Materialverformung nach längerer Druckbeanspruchung. Bei Gummiprodukten wird ein Druckverformungsrest verwendet, um die Materialmenge zu messen, die nicht in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt.

Gummi wird häufig in Dichtungen, Dichtungen und O-Ringen verwendet, sodass ein schlechter Druckverformungsrest den langfristigen Gerätebetrieb beeinträchtigen kann.

6. Wasser- und Luftbeständigkeit

Naturkautschuk und alle synthetischen Kautschuke haben eine porenfreie Struktur, was zu einer hervorragenden Undurchlässigkeit führt. Durch die Wasser- und Luftbeständigkeit können natürliche und synthetische Kautschuke in verschiedenen hydraulischen und pneumatischen Anwendungen eingesetzt werden.

Luftdichte synthetische Kautschuke wie In der Lebensmittelindustrie werden häufig Silikone in Lebensmittelqualität verwendet zum Verpacken. Während Naturkautschuk häufig in Sanitärdichtungen und -dichtungen verwendet wird.

7. Langlebigkeit

Gummi ist ein elastisches Material, das hohen Belastungen standhalten kann. Mit der richtigen Vulkanisation und chemischen Formulierungen kann Gummi jedoch so modifiziert werden, dass es noch raueren Umgebungen standhält.

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 Gummibäumen stammt. Synthetischer Kautschuk ist eine ganze Kategorie voller verschiedener Arten von Gummimaterialien.

Insgesamt gibt es rund 40 Arten von Natur- und Synthesekautschuk. Hier finden Sie eine Liste der häufigsten Kautschukarten, die Sie kennen sollten.

Natürliches Gummi (NR)

Naturkautschuk ist unter vielen Namen bekannt, darunter Latex, indischer Kautschuk, Gummikautschuk oder Amazonaskautschuk, aber die wesentlichen Eigenschaften sind dieselben. Organischer Saft wird von Kautschukbäumen gesammelt und zu verwertbarem Naturkautschuk verarbeitet. Der Naturkautschuk weist neben einer guten Druckverformungs- und Reißfestigkeit auch eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Belastung und Ermüdung auf.

Naturkautschuk verfügt über gute mechanische und thermische Eigenschaften, ist jedoch gegenüber den meisten Chemikalien besonders anfällig. Öle, Kraftstoffe, Säuren, Laugen und Amine sollten nicht direkt mit einem Naturkautschukmaterial in Berührung kommen. Daher wird Naturkautschuk häufig mit anderen Verbindungen gemischt, um die Festigkeit zu erhöhen.

Es wird häufig für Anwendungen bei Raumtemperatur verwendet, z. B. für Gummibänder, Reifen, Schwingungsdämpfer, Dichtungen und Dichtungen. Durch die Zugabe einiger verstärkender Verbindungen kann es für Dach-, Bodenbelags- und Klebeanwendungen verwendet 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 Synthesekautschuk aller anderen. Es wurde 1929 von einem Chemiker in Deutschland entwickelt und im Zweiten Weltkrieg hauptsächlich für Autoreifen und verschiedene andere Gummiprodukte verwendet.

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) hat mehrere Materialeigenschaften mit Naturkautschuk gemeinsam. Es weist eine bessere Haltbarkeit auf, gehört aber zu den Gummiarten, die anfällig gegenüber chemischen und umweltbedingten Schäden sind.

Heute besteht fast die Hälfte aller Autoreifen weltweit aus Styrol-Butadien-Kautschuk. Darüber hinaus finden Sie dieses Material in Ihren Schuhsohlen, Gummischneidebrettern und Dacheindeckungen.

Silikon-Gummi (VMQ)

Natürliches Silikon (Si) wird mit Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H) verarbeitet, um ein synthetisches Elastomer namens Silikonkautschuk zu erzeugen. Ungehärteter Silikonkautschuk liegt als Flüssigkeit vor und erfordert Vulkanisierung, Aushärtung und manchmal Katalyse, um in einen Feststoff umgewandelt zu werden. Silikon verfügt über die vielfältigsten Materialeigenschaften aller anderen Kautschuke.

Es hat eine gute Flammwidrigkeit, eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chemikalien und niedrige Temperaturen und eine erhebliche Umweltleistung. Kraftstoff und chemische Lösungsmittel sind eine große Bedrohung für Silikonkautschuke.

Naturkautschuk wird in verschiedenen Branchen verwendet, von der Medizin bis zur Automobilindustrie. Es wird für biokompatible Medizinprodukte und hypoallergene Lebensmittel verwendet. Darüber hinaus findet man Silikonkautschuke in synthetischen Schmiermitteln und Klebstoffen.

Fluorsilikonkautschuk (FVMQ)

Fluorsilikon ist eine modifizierte Form von Silikonkautschuk, der für Langlebigkeit und Stabilität bei extremen Temperaturen entwickelt wurde. Es ist eine der teureren Gummiarten und wird nur sparsam für Allzweckprodukte verwendet.

FVMQ verbessert die schlechten physikalischen Eigenschaften und die Abriebfestigkeit aller herkömmlichen Silikone. Sein einziger Mangel ist die mittlere bis niedrige Gasdurchlässigkeit und Keton.

Aufgrund seiner hohen Kosten ist FVMQ für einfache Gegenstände wie Gummibänder und Schuhsohlen unbrauchbar. Stattdessen wird es häufig für Dichtungen und Dichtungen in einigen technischen Teilen und hydraulischen Bremsflüssigkeitsanlagen verwendet.

Nitrilkautschuk (NBR)

Nitrilkautschuk ist ein synthetisches Elastomer mit erhöhter chemischer Beständigkeit. Es wird auch Nitril-Butadien-Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, NBR usw. genannt Buna-N und ist kommerziell unter den Marken Perbunan, Nipol, Krynac und European eingetragen. Nitrilkautschuk wurde in den 1940er Jahren als eines der ersten ölbeständigen Elastomere entwickelt.

Für eine synthetische Gummimischung weist NBR eine relativ geringe Beständigkeit gegenüber thermischen Veränderungen auf. Abhängig von der Konfiguration, es wird auch eine schlechte Flammwidrigkeit haben. Alle Nachteile von NBR werden jedoch durch seine Ozon-, Kraftstoff- und Ölbeständigkeit ausgeglichen. Darüber hinaus kann Nitril mit PVC gemischt werden, um die Alterungs-, Benzin-, Ozon- und Flammbeständigkeit zu erhöhen.

Daher ist es in der Automobil- sowie der Öl- und Gasindustrie weit verbreitet. Innenschläuche, Dichtungen und Dichtungen aus Nitrilkautschuk werden üblicherweise in Benzintanks für Fahrzeuge verwendet. Für medizinische Anwendungen ist Nitril die erste Wahl für OP-Handschuhe.

Hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR)

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

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

Hydrierter Nitrilkautschuk wird auch für Hochleistungsanwendungen wie Ölbohrgeräte und Motoren verwendet.

Polychloropren-Kautschuk (CR/Neoprene®)

Neopren-Kautschuk besteht aus einer flüchtigen und farblosen Flüssigkeit namens Chloropren. Chloropren ist einer der ältesten Gummiwerkstoffe und wurde in den 1930er Jahren entwickelt. Die Firma DuPont hat Neopren als Marke für ihre Gummimischung eingetragen, die zum Synonym für Polychloropren-Kautschuk geworden ist.

Neopren-Gummi hat anständige Öl und chemische Resistenz und weniger anfällig für Zersetzung und Korrosion. Es ist empfindlich gegenüber konzentrierten Säuren, Basen und einigen chemischen Lösungsmitteln.

Neoprenkautschuk wird in Hochdruckdichtungen, Schläuchen, Klebstoffen, Wetterstreifen, gewerblichen und industriellen Sicherheitsmasken und Wassersportbekleidung verwendet. Badebekleidung und Taucheranzüge werden aufgrund ihrer hervorragenden Wasserdichtigkeit üblicherweise aus Neopren hergestellt.

Butylkautschuk (IIR)

Butylkautschuk (oder Butyl-Isobutylen-Isopren-Kautschuk) ist ein synthetisches Elastomer mit einer außergewöhnlich niedrigen Gasdurchlässigkeit unter allen verschiedenen Kautschukarten.

Butylkautschuk weist eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit auf; Es widersteht konzentrierten Säuren, Laugen und Alkohol. Darüber hinaus verfügt Butylkautschuk über hervorragende Tieftemperatureigenschaften und Ozonbeständigkeit.

Butylkautschuk wird in verschiedenen Anwendungen verwendet, wird jedoch besonders für Dichtstoffe und luftdichte Dichtungen bevorzugt. Butylkautschuk findet sich auch in Schuhsohlen, Autoreifen, Schläuchen und Kaugummi.

Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM)

EPDM-Kautschuk ist einer der anspruchsvollsten und widerstandsfähigsten synthetischen Kautschuke. Es wird üblicherweise als Gummischaum für zusätzliche Dämpfungs- und Isolierungsvorteile verwendet.

Es hat eine gute Abriebfestigkeit, thermische und physikalische Eigenschaften, wasserdichte und isolierende Eigenschaften. EPDM-Gummi ist besonders empfindlich gegenüber Kraftstoffen, Lösungsmitteln und Ölen auf Erdölbasis.

EPDM-Gummi wird hauptsächlich für Außenanwendungen wie Gartenschläuche, Garagentordichtungen und Fußmatten verwendet. In der Automobilindustrie ist es wegen seiner isolierenden und geräuschdämpfenden Eigenschaften oft gefragt.

Polyurethan-Kautschuk (VE)

Polyurethan ist eine Gruppe von Polymeren, die organische Verbindungen enthalten, die durch Kohlenstoffverbindungen miteinander verbunden sind. Es ist eine leicht entzündliche Verbindung und wird oft mit anderen Elementen vermischt.

Eigenschaften von PU-Gummi sind meist form- und formabhängig. Es hat im Allgemeinen eine gute Korrosions- und Abriebfestigkeit, ist jedoch anfällig für Öle auf Erdölbasis.

Der meiste Polyurethankautschuk wird aus Gummischäumen hergestellt und mit einem anderen Material überzogen. Möbel sind die häufigste Anwendung für Polyurethanschäume, da sie eine breite Produktpalette abdecken. Kissen, Kopfkissen, Sitze, Kleidung, Schuhe und Teppiche bestehen alle aus Polyurethan.

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

Fluorelastomer (FKM/Viton®)

FKM ist unter einigen Namen bekannt, beispielsweise Fluorkautschuk, Fluorelastomer oder Viton. Es ist ein unglaublich dichtes Material mit einem grünlich-braunen Farbton. FKM ist ein seltenes Material und kommt außerhalb industrieller Anwendungen kaum vor.

Es ist beständig gegen Kraftstoffe, Mineralöle, Säuren, Alkohole und Lösungsmittel. Darüber hinaus hat FKM eine der höchsten Betriebstemperaturspezifikationen. Es ist das robusteste Gummimaterial, nur anfällig für bestimmte Chemikalien.

FKM wird hauptsächlich in Hochleistungsmaschinen wie Fahrzeugen und Industrieanlagen eingesetzt. O-Ringe, Dichtungen, Schläuche und Industrieschutzhandschuhe für die Automobilindustrie werden häufig aus FKM hergestellt.

Polyacrylkautschuk (ACM)

ACM ist ein spezielles Elastomer, das für hervorragende Kraftstoff- und Kraftstoffeigenschaften entwickelt wurde Ölbeständigkeit. Da es sich um ein spezielles Material handelt, ist es für allgemeine Anwendungen unüblich.

Es hat eine ausgezeichnete Ozon-, Hitze- und Ölbeständigkeit, wodurch es ideal für den Einsatz in Motorblöcken ist.

ACM-Dichtungen, O-Ringe, Riemen und Dichtungen sind in den meisten Hochtemperaturbereichen eines Automotors zu finden. Es kann auch als Inhaltsstoff für industrielle Versiegelungen und Schutzbeschichtungen verwendet werden.

Ethylen-Acryl-Kautschuk (EA/Vamac®)

EA-Gummi ist ein gängiges Automobilmaterial, das oft unter dem Markennamen Vamac bekannt ist. Unter allen Gummiarten zeichnet sich EA durch seine Beständigkeit gegen extreme Temperaturen und Umwelteinflüsse aus.

Ethylenacrylkautschuk hat eine schlechte Kraftstoffbeständigkeit und ist anfällig für verschiedene Chemikalien. Es wird häufig in Automobildichtungen, Dichtungen, O-Ringen, Kabeln und Hochspannungssteckerisolierungen verwendet.

Epichlorhydrin (ECO/Hydrin®)

ECO zeichnet sich unter den vielen verschiedenen Gummiarten durch seine hervorragende Witterungsbeständigkeit aus. Es ähnelt Nitril, bietet jedoch entscheidende Verbesserungen bei der chemischen Beständigkeit und den Betriebstemperaturen.

Epichlorhydrin hat ordentliche Materialeigenschaften, ist aber deutlich widerstandsfähiger gegen Kraftstoffe, Öl und Lösungsmittel. Es wird in der Automobilindustrie für O-Ringe, Dichtungen und Dichtungsringe verwendet. Im Handel findet man ECO-Gummi in den Rollschaufeln der Reifen.

Schaumgummi

Schaumgummi ist kein Gummimaterial, sondern ein Formfaktor für Naturkautschuk und Synthesekautschuk. Es kombiniert ein Gummimaterial mit einem Treibmittel, um eine Matrixstruktur zu schaffen, durch die sich winzige Luftbläschen ausbreiten.

Die physikalischen Eigenschaften von Schaumgummi hängen von dem bei der Herstellung verwendeten Basisgummi ab. Es wird häufig zur Wandisolierung und Füllung von Matratzen, Stühlen, Kissen und Sofas verwendet.

Natürlicher vs. synthetischer Kautschuk

Naturkautschuk eignet sich im Allgemeinen für die meisten Anwendungen. Aber wenn man sich Hochleistungsgeräten und Naturkautschuk zuwendet, werden die Mängel von Naturkautschuk deutlich. Viele moderne Fahrzeuge, Instrumente und Geräte erfordern robustere, langlebigere und widerstandsfähigere Materialien. Im Folgenden finden Sie einen Vergleich natürlich vorkommender Gummimischungen mit im Labor hergestelltem synthetischem Gummi.

Was die physikalischen Eigenschaften betrifft, ist natürlich vorkommender Kautschuk immer noch der König. Einige Kunststoffe kommen jedoch der Leistung von Naturkautschuken nahe oder übertreffen sie. Daher sehen wir immer noch viele Hersteller und Lieferanten, die sich für die natürliche Option entscheiden.

Der Vergleich der chemischen Beständigkeit zeigt ein ganz anderes Bild. Fast alle Kautschuke, ob natürlich oder synthetisch, haben mit den meisten Chemikalien zu kämpfen. Obwohl es wie ein ausgeglichenes Verhältnis zwischen natürlichem und synthetischem Kautschuk erscheinen mag, wird es leicht zu einer Seite hin bevorzugt. Synthetische Kautschuke kämpfen auch mit Chemikalien, bieten aber eine viel umfassendere Materialauswahl als eine realistische Option. Darüber hinaus sind einige synthetische Optionen in bestimmten Situationen weit überlegen.

Schließlich sehen wir eine offensichtliche Niederlage für Naturkautschuk. Obwohl sie gegenüber den meisten Umwelteinflüssen eine durchschnittliche Beständigkeit zeigten, ließen Kunststoffe es im Staub. Bis auf wenige Ausnahmen übertraf fast jeder synthetische Kautschuk sein natürliches Gegenstück. Abgesehen von der Wasserbeständigkeit konnten Naturkautschuke nicht mit synthetischen Optionen konkurrieren. Temperatur- und Ozonbeständigkeit sind wünschenswerte Eigenschaften für alle Gummianwendungen im Außenbereich, und die synthetischen Optionen bieten insgesamt eine bessere Wahl.

Schlussfolgerung

Kautschuke sind in ihrer Beschaffenheit und ihren physikalischen Eigenschaften sehr vielfältig. Während Naturkautschuke im Allgemeinen hervorragende Eigenschaften bieten, werden sie in den meisten Situationen von synthetischen Kautschuken übertroffen. Für jede Gummiart gibt es weitere Unterarten und Formulierungen, die individuelle Eigenschaften verstärken.

Achten Sie bei der Materialauswahl für Ihre Projekte besonders auf die individuellen Eigenschaften. Bitten Sie dann den Hersteller, die Materialien genau auf Ihre Toleranzen abzustimmen.

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