Was ist synthetischer Kautschuk? Eigenschaften, Verwendung und Vorteile

In diesem Leitfaden untersuchen wir verschiedene Arten von Synthesekautschuk, ihre Verwendungsmöglichkeiten und die Vorteile von Synthesekautschuk, um Ihnen ein umfassendes Verständnis dafür zu vermitteln, warum er in vielen Branchen die bevorzugte Wahl ist.

Definition und Eigenschaften von Synthesekautschuk

Synthetischer Kautschuk ist ein künstliches Elastomer, das sich in seinem Herstellungsprozess und seinen Eigenschaften von Naturkautschuk unterscheidet. Im Gegensatz zu Baumkautschuk, der aus Gummibäumen gewonnen wird, Synthetischer Kautschuk entsteht durch die Polymerisation verschiedener ErdölnebenprodukteDa es ein hergestelltes Produkt ist, können wir seine Eigenschaften viel besser kontrollieren als bei Naturkautschuk.

Hersteller von synthetischem Kautschuk verwenden als Grundstoffe Polymere, die aus Erdölnebenprodukten synthetisiert werden. Die Verwendung von Restmaterialien macht den Produktionsprozess von synthetischem Kautschuk nachhaltiger. Zu diesen Polymeren gehören bestimmte Arten von Butylen, Styrolkautschuk (SBR) und Nitrilbutadienkautschuk (NBR), auch als Nitrilkautschuk bekannt.

Durch die Verwendung dieser Verbindungen kann die Gummiindustrie Elastomere mit verbesserten Eigenschaften wie hoher Abriebfestigkeit, Flammbeständigkeit, Chemikalien- und Ölbeständigkeit sowie hervorragender Leistung bei extremen Temperaturen herstellen.

Synthetischer Kautschuk kann aufgrund seiner verbesserten speziellen Elastomereigenschaften anstelle von normalem Gummi verwendet werden. Beispielsweise bietet Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM)-Kautschuk eine hervorragende Witterungs- und Ozonbeständigkeit, während Butadienkautschuk für seine hohe Zugfestigkeit und Haltbarkeit bekannt ist. Diese Eigenschaften machen synthetischen Kautschuk ideal für verschiedene Anwendungen, darunter Reifenschläuche, Industrieschläuche, Dichtungen und Autoteile.

Darüber hinaus wird Synthesekautschuk häufig in der Bau-, Automobil- und Medizinbranche zur Herstellung von Konsumgütern wie Schuhsohlen und Sportartikeln verwendet.

Geschichte und Entwicklung

Die Suche nach synthetischem Kautschuk begann bereits in den späten 1880er Jahren, wurde aber im Zweiten Weltkrieg dringlicher. Der Konflikt führte zu erheblichen Engpässen bei herkömmlichem Kautschuk, was die US-Regierung dazu veranlasste, die Hilfe von Kautschukunternehmen, der petrochemischen Industrie und universitären Forschungslabors in Anspruch zu nehmen, um die Produktion und industrielle Anwendung von synthetischem Kautschuk zu steigern.

Diese Zusammenarbeit führte zur Entwicklung verschiedener Arten von synthetischem Kautschuk, wie Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Butylkautschuk. Bis Kriegsende hatte synthetischer Kautschuk organischen Kautschuk in vielen industriellen Anwendungen weitgehend ersetzt.

Heute sind etwa 70 % des in der Fertigung verwendeten Gummis synthetisch. Dieser Wandel ist auf die überlegenen Eigenschaften von synthetischem Gummi zurückzuführen, wie hohe Abriebfestigkeit, ausgezeichnete chemische Beständigkeit und Leistung bei extremen Temperaturen. Die Verbreitung von synthetischem Gummi nimmt weiter zu und erfüllt die Anforderungen der Automobil-, Luftfahrt- und Bauindustrie.

Physikalische und chemische Eigenschaften von Synthesekautschuk

Der Hauptgrund für ihre Beliebtheit sind ihre verbesserten physikalischen und chemischen Eigenschaften. Künstliche Kautschuke wie Butylkautschuk, Neopren und EPDM weisen verschiedene Eigenschaften auf, wie Abriebfestigkeit, Hitzebeständigkeit und ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit.

Diese Materialien halten extremen Bedingungen stand, darunter Hitze und Kälte, und sind äußerst beständig gegen Lösungsmittel, Sauerstoff, Öle, Erdgas und andere Chemikalien. Synthetische Materialien wie Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und Styrol-Butadien-Kautschuk sind für raue Umgebungen konzipiert. Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften eignen sie sich ideal für Anwendungen in der Automobilindustrie, der Bauindustrie und der Luft- und Raumfahrtindustrie.

Arten von synthetischem Kautschuk

Butylkautschuk und seine Anwendungen

Butylkautschuk, ein Copolymer aus Isobutylen und Isopren, ist aufgrund seiner geringen Gas- und Dampfdurchlässigkeit ein unverzichtbares Material. Es ist ein ideales Material für die Herstellung von Reifenschläuchen, Lautsprechern, Dacheindeckungen und Gasmasken. Es ist außerdem sehr beständig gegen Gas- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, sauerstoffhaltige Lösungsmittel, Laugen, Biege- und Abriebfestigkeit.

Diese Kautschuke werden als Abdichtungsmaterial, Auskleidungen für Tanks und Teiche, Flickwerk für Membrandächer und Isoliermaterial verwendet. In Kombination mit anderen Chemikalien entstehen aus Polyisobutylen Öl- und Kraftstoffzusätze sowie Antibeschlagmittel für Maschinenschmierstoffe.

Als Schwingungsdämpfer wird dieser Gummi in Stoßdämpfern, Aufhängungsbuchsen und Karosseriehalterungen für Autos und Lastwagen verwendet. Lautsprechermembrankanten, die früher üblicherweise aus Schaumstoff bestanden, werden heute häufig aus Butylkautschuk hergestellt. Das Material wird auch zur Herstellung von Stopfen für Laborgeräte und medizinische Ausrüstung verwendet und ist aufgrund seiner geringen Durchlässigkeit ideal für Gasmasken. Obwohl Butylkautschuk nicht so weich und nachgiebig wie Silikonkautschuk ist, ist er flexibel genug, um eine gute Gesichtsabdichtung zu erreichen.

Butylkautschuk ist in Schläuchen, Platten, Folien, Bändern und als Klebstoff/Dichtstoff erhältlich. Er kann mithilfe von Transfer-, Spritzguss- und Kompressionsformverfahren geformt und extrudiert werden, um Dichtungen, Schläuche, O-Ringe und mehr herzustellen.

Butylkautschuk ist aufgrund der komplexeren Verarbeitungsanforderungen teurer als Baumkautschuk. Es gibt einige Diskussionen über Motorradreifenschläuche aus Naturkautschuk und Butylkautschuk, da Baumkautschuk angeblich eine bessere Durchstoßfestigkeit und Reißfestigkeit aufweist. Im Gegensatz dazu können Butylkautschukschläuche länger zwischen den Belüftungsvorgängen auskommen.

Andere synthetische Kautschuke wie Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM) bieten spezielle Eigenschaften für verschiedene industrielle Anwendungen. So ist SBR beispielsweise für seine Abriebfestigkeit, NBR für seine Ölbeständigkeit und EPDM für seine Witterungs- und Ozonbeständigkeit bekannt. Diese synthetischen Kautschuke bieten maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Anforderungen in zahlreichen Branchen der Automobil-, Luftfahrt- und Bauindustrie.

Naturkautschuk und Synthesekautschuk: Wichtige Unterschiede

Eigenschaften, Verwendung und Vorteile

Naturkautschuk wird aus Latex gewonnen, einer milchigen Flüssigkeit, die in etwa 2,500 Pflanzenarten vorkommt. Er wird für verschiedene Anwendungen eingesetzt, unter anderem für Schutzhandschuhe, Luftballons, Dachbahnen usw.

Industrielle und kommerzielle Anwendungen von Synthesekautschuk

Synthetischer Kautschuk ist ein vielseitiges Material, das in zahlreichen Anwendungen eingesetzt wird, darunter Klebstoffe, Latexhandschuhe, Flugzeugreifen, Schläuche und wasserdichte Dichtungen. Seine Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Bedingungen machen ihn ideal für verschiedene Branchen wie Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik, Automobilbau, Transport und Haushaltsgeräte.

Synthetischer Kautschuk ist unverzichtbar für die Herstellung von Reifen, Dichtungen und Dichtungsringen, die hohen Temperaturen und Abrieb standhalten. Automobilindustrie. In dem HLK-Industrie, sorgt für luftdichte Abdichtungen in Kanälen und Rohren. Dank seiner vielfältigen Eigenschaften erfüllt Synthesekautschuk die vielfältigen Anforderungen vieler Branchen.

Im Luft-und Raumfahrtindustrie, Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) werden wegen ihrer Beständigkeit gegen extreme Temperaturen, Kraftstoffe und andere Chemikalien sehr geschätzt. Aus diesen Kautschuken werden Kraftstoffsystemdichtungen, Hydraulikschläuche und O-Ringe hergestellt, die hohem Druck und schwankenden Temperaturen standhalten müssen, ohne sich zu zersetzen.

Darüber hinaus ist Synthesekautschuk aufgrund seiner Flexibilität und Haltbarkeit ideal für vibrationsdämpfende Komponenten geeignet, die den Betrieb von Flugzeugen reibungsloser gestalten.

Vorteile von synthetischem Kautschuk gegenüber Naturkautschuk

Hochtemperaturbeständigkeit

Diese Gummis halten extremen Bedingungen stand, darunter Hitze und Kälte, und sind beständig gegen Lösungsmittel, Sauerstoff, Öle und andere Chemikalien. Hier sind einige Beispiele:

1. EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer):
   • Einsatz bei niedrigen Temperaturen: -20°F bis -60°F (-29°C bis -51°C)
   • Einsatz bei hohen Temperaturen: Bis zu 350°F (Bis zu 177°C)
2. Silikon:
   • Einsatz bei niedrigen Temperaturen: -60°F bis -150°F (-50°C bis -100°C)
   • Einsatz bei hohen Temperaturen: Bis zu 480°F (Bis zu 250°C)
3. Neopren:
   • Einsatz bei niedrigen Temperaturen: 10°F bis -50°F (-12°C bis -46°C)
   • Einsatz bei hohen Temperaturen: Bis zu 250°F (Bis zu 121°C)
4. Nitrilkautschuk (NBR und HNBR):
   • Einsatz bei niedrigen Temperaturen: -30°F bis -40°F (-34°C bis -40°C)
   • Einsatz bei hohen Temperaturen: Bis zu 250°F (121°C)
5. Viton:
   • Einsatz bei niedrigen Temperaturen: 10°F bis -10°F (-12°C bis -23°C)
   • Einsatz bei hohen Temperaturen: 400 °F bis 600 °F (204 °C bis 315 °C)
6. Natürliches Gummi:
   • Einsatz bei niedrigen Temperaturen: -20°F bis -60°F (-29°F bis -51°C)
   • Einsatz bei hohen Temperaturen: Bis zu 175°F (Bis zu 80°C)
7. Butylkautschuk:
   • Einsatz bei niedrigen Temperaturen: -75°F (-50°C)
   • Einsatz bei hohen Temperaturen: Bis zu 250°F (120°C)

Herstellungsprozess und Nachhaltigkeit

Umweltauswirkungen und zukünftige Entwicklungen

Gummihersteller sind bestrebt, den Einsatz nicht erneuerbarer Ressourcen in ihrem Produktionsprozess zu reduzieren. Sie konzentrieren sich mehr auf die Verwendung giftiger Nebenprodukte, die die Umwelt verschmutzen können. Die synthetische Industrie konzentriert sich auf die Steigerung der Nachhaltigkeit und die Verringerung der Umweltbelastung.

Die Produktion von synthetischem Kautschuk aus Erdölnebenprodukten hat immer noch Auswirkungen auf die Umwelt, aber Fortschritte zielen darauf ab, den Fußabdruck zu verringern. Zukünftige Entwicklungen konzentrieren sich auf nachhaltige Produktionsmethoden, Recycling und biobasierte Alternativen.

Fazit und Ausblick

Synthetischer Kautschuk revolutioniert weiterhin die Industrie mit seiner bemerkenswerten Vielseitigkeit und Widerstandsfähigkeit. Bis 2029 wird dieser Stoff einen Marktwert von 41.15 Milliarden haben und wächst derzeit mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 4.21 % (Quelle) Gleichzeitig erreicht die globale Automobilindustrie 619.6 Milliarden US-Dollar bis 2033und die Luft- und Raumfahrtindustrie wird 583.3 Milliarden US-Dollar.

Synthetischer Kautschuk hat also das Potenzial, die immer komplexeren Anforderungen der stetig wachsenden Automobil-, Luftfahrt-, Bau- und Medizinbranche zu erfüllen. Innovationen bei nachhaltigen Produktionsmethoden und hochwertigen Recyclinginitiativen versprechen diesem Material eine grünere Zukunft.