EPDM-O-Ringe: Schwefelvernetzt (sulfur-vulkanisiert)

Der Begriff „Vulkanisation“ ist weithin bekannt, doch nur wenige wissen, was genau dahintersteckt und warum sie so wichtig ist. Die Vulkanisation ist entscheidend für die Vernetzung von Elastomeren – dem Ausgangsmaterial für zahlreiche Gummiprodukte wie die beliebten EPDM-O-Ringe, die häufig in Dichtungssystemen eingesetzt werden.

Was ist die Vulkanisation?

Obwohl viele die Vulkanisation für eine moderne Erfindung halten, reicht ihre Geschichte bis in prähistorische Zeiten zurück. Schon die Azteken stellten primitiven Gummi aus dem Latex des Castilla-Elastica-Baumes her, vermischt mit Saft von Weinpflanzen. Die moderne Vulkanisation wurde jedoch erst im 18. Jahrhundert entdeckt und im 19. Jahrhundert weiterentwickelt.

Heutzutage ist Gummi aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken – in Autoreifen, Schuhsohlen, Gartenschläuchen und industriellen Dichtungen wie O-Ringen. Die Vulkanisation macht aus klebrigem, temperaturanfälligem Naturgummi ein elastisches, formstabiles Material mit langer Lebensdauer.

Chemischer Ablauf der Schwefelvulkanisation

Bei der klassischen Schwefelvulkanisation werden Schwefelatome an die Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen in Kautschukmolekülen gebunden – sowohl bei Natur- als auch bei Synthesekautschuk. Diese Vernetzungsreaktion erfolgt typischerweise bei 150 °C in Kalander-Anlagen, in denen zerkleinerter Schwefel mit Kautschuk vermischt wird. Die Menge an Schwefel bestimmt dabei die Eigenschaften des Endprodukts: Je mehr Schwefel, desto härter und abriebfester das Material.

Vulkanisation mit Peroxid

Für bestimmte Elastomere wie Silikone wird statt Schwefel Peroxid zur Vulkanisation verwendet. Diese Methode verbessert die Hitzebeständigkeit des Materials. Voraussetzung ist, dass die funktionellen Gruppen der verwendeten Verbindungen mit den Molekülketten des Elastomers reagieren können. Ein typischer Anwendungsfall ist die Reparatur oder Regeneration von Reifen.

Was sind O-Ringe?

EPDM-O-Ringe sind geschlossene Dichtungsringe mit rundem Querschnitt. Sie verhindern das Austreten von Medien (Flüssigkeiten oder Gasen) und lassen sich einfach installieren. Aufgrund ihrer Bauform benötigen sie wenig Platz und können sowohl statisch als auch dynamisch eingesetzt werden. EPDM-O-Ringe halten langfristig Temperaturen bis zu 150 °C stand.

Sie bestehen aus unterschiedlichen Elastomerarten, wobei EPDM-Kautschuk besonders beliebt ist, da er gegenüber zahlreichen äußeren Einflüssen beständig ist – darunter UV-Strahlung, Ozon, Wasserdampf und Chemikalien.

Herstellung schwefelvernetzter EPDM-O-Ringe

Diese O-Ringe werden durch nahtlose Vulkanisation hergestellt. Je nach verwendeter Schwefelmenge kann die Härte des Endprodukts individuell angepasst werden.

Herstellungsverfahren für EPDM-O-Ringe

• Kompressionsverfahren: Das Elastomer wird manuell in eine Form eingelegt, die anschließend geschlossen wird. Diese Methode ist zeitaufwendig und wird hauptsächlich für Sondergrößen oder Kleinserien verwendet.

• Spritzgussverfahren: Automatisiert und effizient. Das Elastomer wird durch eine Schnecke in die Form gepresst – ideal für große Serien in Standardgrößen.

Eigenschaften von EPDM-Kautschuk

EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) ist besonders witterungsbeständig. Er trotzt UV-Strahlung, Ozon, Wasser, Dampf, Feuchtigkeit sowie vielen Chemikalien. Deshalb übertrifft er viele andere Allzweck-Kautschuke wie SBR oder NBR.

Temperaturbereiche nach Vulkanisationsart

• Schwefelvernetzt: Einsatztemperaturbereich von –45 °C bis +120 °C

• Peroxidvernetzt: Einsatztemperaturbereich von –45 °C bis +150 °C

Vorteile von EPDM-O-Ringen

• Großer Temperaturbereich (bis 150 °C)

• Hervorragende Beständigkeit gegen UV, Ozon, Dampf und Feuchtigkeit

• Geringe bleibende Verformung

• Resistenz gegen Ketone, Laugen, polare Lösungsmittel, Alkohole

• Beständig gegen Bremsflüssigkeiten (DOT 3, 4, 5) und HFD-R-Hydraulikflüssigkeiten

• Gute Chemikalienresistenz gegen viele Reinigungsmittel und schwach konzentrierte Säuren

Wogegen EPDM-O-Ringe nicht beständig sind

• Mineralöle, Schmierstoffe, Kraftstoffe – hier ist NBR geeignet

• Organische Lösungsmittel, unpolare Lösungsmittel

• Aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe – FPM/Viton wird empfohlen

• Hochkonzentrierte Säuren

Einsatzgebiete und Montage von EPDM-O-Ringen

EPDM-O-Ringe werden vor allem im Automobilbereich verwendet – in Bremsanlagen, Einspritzsystemen, Turboladern, Thermostaten, Lenksystemen oder Gehäusen. Darüber hinaus finden sie Anwendung in Tastaturen, Armaturen und industriellen Anlagen.

Montagehinweise

• Keine scharfen Kanten – Verletzungsgefahr für den O-Ring

• Rillen und Ringe vor dem Einbau gründlich reinigen

• Keine Klebstoffe verwenden

• Keine mineralölhaltigen Schmierstoffe bei EPDM nutzen

• Bei Montage nur kurzzeitig bis max. 20 % dehnen

• Lagerung gemäß ISO 2230: bis zu 10 Jahre bei < 70 % Luftfeuchtigkeit und stabilen Temperaturen