Vulkanisation von Gummi

Die Vulkanisation von Gummi ist ein chemischer Prozess, bei dem Gummimoleküle unter Einwirkung von Hitze und Druck mit organischen oder anorganischen Verbindungen vernetzt werden.

Was ist der Vulkanisationsprozess von Gummi?

Es gibt zwei Hauptarten von Gummi: Naturkautschuk und synthetischen Kautschuk. Naturkautschuk ist ein elastisches Polymer, das aus dem Latex des Kautschukbaums (Hevea brasiliensis) gewonnen wird. Synthetischer Kautschuk hingegen wird aus Erdölnebenprodukten hergestellt und ist hitzebeständiger sowie alterungsresistenter als Naturkautschuk. Auf dem Markt existieren zahlreiche Varianten von synthetischem Gummi, die speziell für extreme Temperaturen oder aggressive Bedingungen konzipiert sind.

Im Rohzustand sind beide Gummiarten weich, klebrig und thermoplastisch – mit geringer Elastizität und Zugfestigkeit.

Im Jahr 1839 entdeckte Charles Goodyear zufällig den Vulkanisationsprozess, als er eine Mischung aus Gummi, Schwefel und weiteren Komponenten auf eine heiße Platte verschüttete. Das Resultat war ein elastischer, aber robuster Stoff – vulkanisierter Gummi.

Die Vulkanisation macht Gummi belastbarer, langlebiger und temperaturbeständiger. Dabei werden dem Gummi chemische Stoffe wie Schwefel, Aktivatoren (z. B. Zinkoxid und Stearinsäure), Beschleuniger und Verzögerer beigefügt. Der Prozess erfolgt bei über 100 °C über einen definierten Zeitraum.

Vulkanisation mit Schwefel

Schwefel ist das am häufigsten verwendete Vernetzungsmittel. Dabei entstehen zwischen den Polymerketten sogenannte Schwefelbrücken, die den Gummi vernetzen und ihn stabiler machen. Je höher die Dichte dieser Vernetzungen, desto härter und weniger elastisch ist das Endprodukt. Um den Prozess zu beschleunigen, kommen Katalysatoren und Initiatoren zum Einsatz.

Zu den wichtigsten Faktoren für eine erfolgreiche Vulkanisation zählen: Druck, Temperatur, Zeit sowie das angewandte Verfahren.

Neben Schwefel werden heute auch Peroxide und Metalloxide als Vernetzer genutzt. Je nach Anforderung kommen unterschiedliche Verfahren zur Anwendung, etwa die Schwefelvulkanisation, Peroxidvulkanisation oder Strahlungsvulkanisation.

Vorteile von vulkanisiertem Gummi

Vulkanisierter Kautschuk hält hohen Belastungen und Spannungen stand. Er ist deutlich elastischer, robuster und weniger anfällig für Verschleiß, Verformung und Risse. Dieser Härtungsprozess ist essenziell z. B. beim Spritzgießen von Gummi.

Eigenschaften von vulkanisiertem Gummi:

• kehrt nach Verformung in die Ursprungsform zurück

• höhere Druckfestigkeit

• verbesserte Elastizität und Reißfestigkeit

• Herstellung von Produkten in beliebiger Form und Größe

• beständig gegen mechanische Belastung, Hitze und Abrieb

• ozon- und wetterresistent

• chemikalienbeständig

• nimmt weniger Feuchtigkeit auf

• längere Lebensdauer (z. B. bei Reifen)

• thermisch stabiler durch Schwefelzusätze

Typische Einsatzbereiche von vulkanisiertem Gummi

Durch die elastischen und formstabilen Eigenschaften findet vulkanisierter Gummi in zahlreichen Branchen Anwendung – vor allem in der Automobilindustrie, im Bauwesen und im Hydraulikbereich.

Typische Produkte aus vulkanisiertem Kautschuk:

• Gummischläuche

• Gummiverbindungen

• Reifen

• Einlagen

• Gummibuchsen

• Gummimatten

• Schläuche und Schläucheinlagen

• Stoßdämpfer

• Formdichtungen

• Gummiventile

• Förderbänder

• Keilriemen

• Schuhsohlen

• O-Ringe

• Dichtungen und Dichtungselemente

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