Wenn Sie drei Personen fragen, was Gummi ist, erhalten Sie drei verschiedene Antworten: einen Baum in Südostasien, den Reifen eines Autos und eine Linie auf einer Zeichnung mit der Aufschrift 70 Shore A, schwarz. Alle drei sind richtig, und die Lücke zwischen ihnen ist der Ausgangspunkt der meisten Argumente für die Beschaffung.
Was Gummi eigentlich ist
Gummi ist ein Elastomer: ein Polymernetzwerk, das sich unter Belastung verformt und nach Wegnahme der Belastung fast vollständig zurückfedert. Diese erholbare Strecke ist die bestimmende Eigenschaft. Farbe, Härte und Preis ergeben sich alle aus der zugrunde liegenden Chemie.
Naturkautschuk ist cis-1,4-Polyisopren, das aus Hevea brasiliensis gewonnen wird. Synthetischer Kautschuk wird aus Monomeren wie Butadien, Styrol, Isopren, Chloropren, Ethylen und Propylen polymerisiert, in Spezialqualitäten auch mit Fluor oder Silizium. Beide Wege enden am selben Ort: ein Rohpolymer mit einer Mooney-Viskosität und fast keiner brauchbaren Festigkeit, bis es kompoundiert und ausgehärtet wird.
400 bis 700 %
Bruchdehnung für typische Allzweckverbindungen
40 bis 90
Shore-A-Härteband, das die meisten Dichtungen, Matten und Reifen abdeckt
-40 bis 120 °C
Arbeitsfenster für allgemeine Noten; Spezialsorten fallen breiter aus
Elastomer: Ein Polymer, das bei Raumtemperatur wiederholt auf mindestens das Doppelte seiner entspannten Länge gedehnt werden kann und bei Nachlassen der Kraft wieder auf diese Länge zurückkehrt. Gummi ist der alltägliche Name; Elastomer ist das technische.
Die praktische Konsequenz ist, dass Gummi eine Familie und kein Material ist. Zwei Teile, die beide als schwarzer Gummi beschrieben werden, können sich in der Härte um 60 Punkte, in der Hitzebeständigkeit um 150 °C und im Preis pro Kilogramm um den Faktor vier unterscheiden.
Naturkautschuk: Vom Latex zum Ballen
Naturkautschuk beginnt als Latex, eine milchige Suspension aus etwa 30 bis 40 Prozent Kautschukkohlenwasserstoff, die aus der Rinde reifer Hevea-Bäume gewonnen wird. Der Latex wird mit Ameisen- oder Essigsäure koaguliert, zu Blättern oder Krümeln gepresst und getrocknet, bevor er zu Ballen gepresst wird.
Wie diese Bewertung erfolgt, entscheidet darüber, was Sie tatsächlich erhalten. Gerippte, geräucherte Blechsorten behalten eine hohe Grünfestigkeit und Bauklebrigkeit, was für den manuellen Bau großer Teile von Bedeutung ist. Technisch spezifizierte Gummitypen wie TSR 10 oder TSR 20 werden unter Einhaltung von Grenzwerten für Schmutz, Asche, Stickstoff und flüchtige Stoffe sowie unter Einhaltung eines Mooney-Viskositätsfensters verkauft.
- Mooney-Viskosität und, was noch wichtiger ist, die Lot-zu-Lot-Verteilung um ihn herum
- Schmutz- und Aschegehalt, die beide die Rußdispersion stören
- Flüchtige Stoffe, die die Wägegenauigkeit bei kleinen Zutaten beeinträchtigen
- Plastizitätserhaltungsindex, ein schneller Indikator für die Alterungsbeständigkeit
Naturkautschuk verdient seinen Platz durch Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Klebrigkeit. Seine Grenzen sind ebenso klar: Es quillt in Ölen und Kraftstoffen auf, reißt unter Ozon und altert im Dauerbetrieb schnell über etwa 90 °C.
Synthesekautschuk: Wählen Sie zuerst die Chemie
Synthetischer Kautschuk wird durch die Polymerisation von aus Erdöl gewonnenen Monomeren hergestellt, und diese Kontrolle ist der springende Punkt: Sie können Ölbeständigkeit, Ozonbeständigkeit oder eine Betriebstemperatur von 200 °C festlegen, die Naturkautschuk niemals erreichen wird.
| Familie | Hauptstärke | Leistungsspektrum | Ölbeständigkeit |
| SBR | Abriebfestigkeit, Kosten | -50 °C bis 100 °C | Arm |
| NBR | Öl-, Kraftstoff- und Fettbeständigkeit | -30 °C bis 120 °C | Ausgezeichnet |
| EPDM | Ozon, Wetter, Dampf und Wasser | -50 °C bis 150 °C | Arm |
| CR | Flammwidrigkeit, Witterungsalterung | -40 °C bis 120 °C | Gut |
| FKM | Hitze und aggressive Chemikalien | -20 °C bis 200 °C | Ausgezeichnet |
| VMQ | Breites Temperaturband, Inertheit | -60 °C bis 200 °C | Fair |
Innerhalb einer Familie ist die Note eine Skala. Bei NBR entscheidet der Acrylnitrilgehalt über das Gleichgewicht: Etwa 18 Prozent sorgen für Flexibilität bei niedrigen Temperaturen, während 45 Prozent die Ölbeständigkeit auf Kosten der Kälteleistung maximieren. Geben Sie das ACN-Band an, nicht nur das Wort Nitril.
EPDM ist ein gutes Beispiel dafür, wie sich Chemie in einem Lagerartikel niederschlägt. Das gleiche Polymer, das eine Autotür abdichtet, wird auch als Wetterschutzfolie für Dächer, Teichfolien und Industriematten verwendet.
EPDM-Gummiplatte zur Abdichtung und zum Schutz im Außenbereich Witterungs-, ozon- und alterungsbeständige Gummiplatte, geeignet für Dächer, Teichfolien, Dichtungen und Schutzpolster, bei denen eine längere Außeneinwirkung zu erwarten ist. Produkt anzeigen → Naturkautschuk
- Höchste Zug- und Reißfestigkeit der allgemeinen Familien
- Ausgezeichnet tack for building and lining work
- Schwach gegen Öl, Ozon und Dauerhitze über 90 °C
Synthetischer Kautschuk
- Eigenschaft durch Monomerauswahl und -verhältnis abgestimmt
- Konsistente Versorgung und vorhersehbareres Aushärtungsverhalten
- Normalerweise teurer pro Kilogramm, geringere Klebrigkeit, geringere Grünfestigkeit
Passen Sie zuerst die Umgebung an, dann die mechanische Leistung und drittens den Preis. Wenn man diese Reihenfolge umkehrt, wird ein billiges Siegel achtzehn Monate später zu einem teuren Garantieanspruch.
Für einen Vergleich der Öl-, Hitze-, Wetter- und Abriebleistung auf Datenebene in diesen Familien ist diese Aufschlüsselung von Eigenschaften von synthetischem Kautschuk ist ein nützlicher Referenzpunkt, bevor Sie eine Verbindung reparieren.
Die Prozesskette: Mischen, Formen, Aushärten
Jedes Gummiteil, vom 2-mm-O-Ring bis zur 15-mm-Förderbandabdeckung, durchläuft drei Phasen: Mischen der Masse, Formen und Aushärten. Die meisten Qualitätsprobleme werden im ersten Schritt entschieden und erst im dritten Schritt entdeckt.
Mischen
Ein Innenmischer oder eine offene Mühle mischt Polymer, Ruß, Prozessöl, Aktivator und Härter. Typisch sind Zykluszeiten von 2 bis 4 Minuten und Austrittstemperaturen von 110 °C bis 160 °C, und die Rußdispersion ist die Zahl, die den Rest vorhersagt.
Gestalten
Beim Kalandrieren entstehen Folien ab etwa 0,2 mm mit einer Dicke, die innerhalb einer Toleranz liegt. Durch die Extrusion entstehen Profile, Schläuche und Laufflächen. Beides hängt davon ab, dass die Viskosität der Mischung von Charge zu Charge stabil bleibt.
Aushärten
Hitze und Druck wandeln den geformten Rohling in ein vernetztes Teil um, sei es in einer Plattenpresse, auf einer Rotocure-Trommel oder durch eine kontinuierliche Vulkanisationslinie.
Gummi-Banbury-Maschine zum gleichmäßigen Mischen von Verbindungen Hydraulisch gesteuerter Mischer mit optimierten Rotoren zum Dispergieren von Gummimischungen, geeignet für die Reifen-, Schlauch-, Dichtungs- und Schuhproduktion, wo eine gleichmäßige Mischung die Weiterverarbeitung unterstützt. Produkt anzeigen → Bei der Blechherstellung werden im Umformschritt Dickentoleranzen und Oberflächenbeschaffenheit ermittelt. Ein Dreiwalzenkalander ergibt eine stabilere Folie als eine Zweiwalzeneinheit, wenn die Mischung steif ist, da der zusätzliche Durchgang Dickenschwankungen ausgleicht, bevor die Folie den letzten Walzenspalt verlässt.
Dreiwalzen-Gummikalander für die Blechbeschichtung SPS-gesteuerter Kalander mit gebohrten Walzen für die kontinuierliche Gummiplattenbeschichtung und reine Plattenkalandrierung, bei der es auf stabile Dicke und Oberflächenbeschaffenheit ankommt. Produkt anzeigen → Eine Masse, die den Mischer bei 145 °C statt bei 120 °C verlässt, beginnt bereits zu verbrennen. Die Temperaturabfallprotokollierung am Mischer kostet weitaus weniger als eine Ausschusscharge von Formteilen.
Eine Gummispezifikation lesen, ohne sich täuschen zu lassen
Eine Gummispezifikation ist nur dann aussagekräftig, wenn Härte, Zugfestigkeit, Dehnung, Druckverformungsrest und die Prüfnorm zusammen auftreten. Jede einzelne Zahl kann von einer Verbindung erfüllt werden, die im Betrieb ausfällt.
| Eigentum | Typischer Wert | Was es kontrolliert | Gemeinsame Falle |
| Härte | 40 bis 90 Shore A | Dichtkraft und Passform | Ohne Toleranz zitiert; Fünf Driftpunkte verändern die Steifigkeit sichtbar |
| Zugfestigkeit | 12 bis 25 MPa | Reißfestigkeit unter Belastung | Wird als Haltbarkeit verkauft, sagt aber wenig über die Ermüdungslebensdauer aus |
| Bruchdehnung | 200 bis 700 % | Flexibilitätsspielraum | Gemessen an einem Neuteil, niemals an einem alten |
| Kompressionsrest | 15 bis 35 % nach 22 h bei 70 °C | Abdichtung nach langer statischer Belastung | Getestet bei einer Temperatur, die kälter ist als die Anwendungstemperatur |
| Reißfestigkeit | 20 bis 60 kN/m | Wachstumswiderstand reduzieren | Verglichen mit verschiedenen Testmethoden |
Fragen Sie nach dem Standard, der Probendicke und der Konditionierungszeit. Eine Härteangabe ohne diese drei Angaben ist eine Marketingaussage und keine Spezifikation.
Zeilenbeschriftungen helfen, diese Lücke zu schließen. Eine Bezeichnung im Stil von ASTM D2000 oder ISO 3302 fasst Härte, Zugfestigkeit und Wärmealterung in einem Code zusammen, sodass ein Lieferant nicht stillschweigend eine 60 Shore A-Mischung durch eine von Ihnen genehmigte 70 Shore A-NBR-Mischung ersetzen kann.
Passender Gummi zur Anwendung
Beginnen Sie mit der Umgebung, in der das Teil eingesetzt wird, dann mit der mechanischen Belastung und dann mit dem Preis. Diese Reihenfolge verhindert das häufigste Ergebnis: eine Verbindung, die billig und leicht zu formen ist und im achten Monat versagt.
- Temperatur, sowohl Dauer- als auch Spitzentemperatur, einschließlich Reinigungszyklen
- Kontaktmedien: Öl, Kraftstoff, Wasser, Dampf, Ozon, Lebensmittel, Desinfektionsmittel
- Statischer oder dynamischer Betrieb und die Anzahl der über die Lebensdauer erwarteten Zyklen
- Belastung und Komprimierung sowie der Satz, der toleriert werden kann
- Behördliche Grenzwerte: Flammen, Elektrizität, Lebensmittelkontakt, eingeschränkte Stoffe
Fehlermodi weisen direkt auf die zusammengesetzte Entscheidung zurück. Verhärtung und feine Rissbildung bedeuten in der Regel Hitzealterung. Oberflächenrisse an einem unbeanspruchten Außenteil sind in der Regel auf Ozon zurückzuführen. Quellung, Erweichung und Festigkeitsverlust bedeuten in der Regel, dass die Ölbeständigkeit falsch war. Eine Dichtung, die nach dem Entfernen der Last flach bleibt, zeigt einen Druckverformungsrest und keinen Formfehler.
Kaufen Sie die Umwelt, nicht die Preisliste. Eine Verbindung, die nach den Kosten pro Kilogramm ausgewählt wird, wird schließlich anhand der Kosten pro Jahr beurteilt.
Wenn es sich bei der Anwendung um Fußböden, Matten oder allgemeine Folien anstelle einer geformten Dichtung handelt, kommt die Verbindung normalerweise als fertige Folie an und die Kaufentscheidung hängt vom Oberflächenmuster und der Dicke ab. Die Sortiment an Gummiprodukten zeigt, wie diese Qualitäten nach Branchen gruppiert sind. Dies ist ein schnellerer Ausgangspunkt als ein Polymername.
Häufig gestellte Fragen
Ist Gummi ein Kunststoff?
Nein. Kunststoffe sind in der Regel thermoplastisch, d. h. sie erweichen und fließen beim Erhitzen wieder. Gummi wird während der Vulkanisation vernetzt, sodass es nicht schmilzt und wieder auffließt; Wird es weit genug geschoben, verschlechtert es sich stattdessen. Thermoplastische Elastomere verhalten sich wie Gummi und lassen sich wie Kunststoff verarbeiten, aber gewöhnlicher vulkanisierter Gummi ist eine andere Materialklasse.
Was ist der Unterschied zwischen Natur- und Synthesekautschuk?
Naturkautschuk stammt aus Hevea-Latex und bietet eine hohe Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Aufbauklebrigkeit, aber eine schlechte Öl- und Ozonbeständigkeit. Synthetischer Kautschuk wird aus Monomeren polymerisiert und kann auf Öl-, Hitze-, Ozon- oder Chemikalienbeständigkeit ausgelegt werden, normalerweise zu einem höheren Preis pro Kilogramm und mit geringerer Klebrigkeit.
Wie hart kann Gummi sein?
Die meisten industriellen Verbindungen liegen zwischen 40 und 90 Shore A. Unterhalb von 40 Shore A verhält sich das Material wie ein weiches Gel oder ein Schwamm; über 90 Shore A ist Polyurethan oder ein technischer Kunststoff normalerweise die bessere Lösung. Ebonit, ein stark vernetzter Hartkautschuk, wird auf der Shore-D-Skala gemessen.
Warum versagt ein Gummiteil vor Ablauf seiner Nennlebensdauer?
In den meisten Fällen war die Verbindung akzeptabel, aber die Umgebung war unzureichend spezifiziert: ein Ölspritzer, ein Reinigungsmittel, eine ozonreiche Ecke der Anlage oder eine höhere Dauertemperatur als im Datenblatt angenommen. Bestätigen Sie die tatsächliche Betriebstemperatur und das Kontaktmedium und überprüfen Sie dann den Druckverformungsrest und die Zugfestigkeit nach der Alterung erneut.
Sie entscheiden immer noch? Notieren Sie die Betriebstemperatur, die Kontaktmedien und die erwartete Zyklenlebensdauer. Diese drei Zeilen schränken die Gummiauswahl normalerweise auf zwei oder drei in Frage kommende Mischungen ein.
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