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O-Ringe aus EPDM, peroxidgehärtete und schwefelgehärtete Typen

Typen von EPDM O-Ringen: gehärtet mit Peroxid und gehärtet mit Schwefel

EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) ist ein vielseitig einsetzbares Elastomer, das durch Schwefel- oder Peroxid-Vulkanisation entsteht. Aufgrund seiner Eigenschaften (Beständigkeit gegen Wasser, Wasserdampf, Ozon, UV-Strahlung, Hydraulikflüssigkeiten) wird es weltweit eingesetzt.

 

Vulkanisation

Vulkanisation (Aushärtung) ist ein Prozess, bei dem lange Polymerketten gebildet werden, die miteinander verbunden sind, um ein hochflexibles, homogenes Produkt zu bilden. Die Aushärtung des Gummis erfolgt, wenn eine ausreichend hohe Temperatur über einen bestimmten Zeitraum angelegt wird. EPDM-Kautschuk ist ein durch Vulkanisation mit Schwefel und Peroxid vernetztes Elastomer. Beide Vulkanisationsverfahren haben einige Vor- und Nachteile.

 

EPR – Was ist das?

EPR ist Ethylen-Propylen-Kautschuk, ein Copolymer aus Ethylen und Propylen. EPDM-Synthesekautschuk ist ein Terpolymer aus Ethylen und Propylen mit einer geringen Menge eines dritten Monomers (meist ein Dien), das die Schwefelvulkanisation ermöglicht. EPDM bietet einzigartige Eigenschaften, d.h. Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, Ozon, chemische Beständigkeit (z. B. gegen verdünnte Säuren und Basen, polare Lösungsmittel), ausgezeichnete Flexibilität in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen, elektrische Isolierung. Die breite Anwendung von EPDM ist in vielen Branchen nützlich.

 

Arten von EPDM O-Ringen

Es gibt EPDM-O-Ringe, die im Prozess der Schwefel- und Peroxidvulkanisation vernetzt sind. Die Wahl der Härtungsmethode richtet sich nach den geforderten Eigenschaften, die für die jeweilige Anwendung benötigt werden. Peroxidgehärtete Elastomere haben eine bessere Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen, während schwefelgehärtete Elastomere eine bessere Flexibilität aufweisen. Im Folgenden sehen wir uns diese beiden Arten von EPDM O-Ringen genauer an.

EPDM-Gummidichtungs-O-Ringe

EPDM O-Ringe mit Peroxid gehärtet

EPDM-Synthesekautschuk hat eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Ozon, Witterungseinflüsse und hohe Temperaturen. O-Ringe sind aggressiven Chemikalien, verschiedenen Temperaturen, Witterungsbedingungen und zyklischen Druckschwankungen ausgesetzt, je nach Umgebung, in der sie eingebaut werden. EPDM-O-Ringe werden mit Schwefel oder Peroxid gehärtet, um die Materialeigenschaften in bestimmten Anwendungen zu verbessern. Informieren Sie sich über die Eigenschaften von peroxidisch vernetztem EPDM und in welchen Anwendungen es am häufigsten eingesetzt wird.

Peroxidhärtung – Eigenschaften

Peroxidisch gehärtetes EPDM hält hohen Temperaturen bis 150 °C stand. Peroxidisch vulkanisierter EPDM-Synthesekautschuk zeigt auch Druck- und Alterungsbeständigkeit (längere Lebensdauer), sowie gegen Alkohol, Heißwasser, Dampf (bis 204,4 °C) , flüssige Motorkühlung, Bremsflüssigkeiten, Ketone, organische und anorganische Säuren. Peroxidgehärtete EPDM-O-Ringe sollten nicht in Anwendungen verwendet werden, die mit Kraftstoffen, Schmierstoffen und Ölen auf Erdölbasis, Phosphatester-Hydraulikflüssigkeiten, aliphatischen Kohlenwasserstoffen und Mineralölen in Kontakt kommen. Peroxidgehärtete Dichtungen eignen sich für saubere und hygienische Anwendungen wie Trinkwasser, Nahrungsmittel, Getränke (einschließlich Milchprodukte).

Schwefelgehärtete EPDM O-Ringe

Durch das Mischen verschiedener Kautschukarten miteinander sind Veränderungen der Eigenschaften von Gummifertigprodukten möglich. Die Schwefelvulkanisation wirkt sich positiv auf die thermische Stabilität der O-Ringe und deren Chemikalienbeständigkeit aus. Die Schwefelvulkanisation kann beschleunigt oder nicht beschleunigt werden. Die beschleunigte Schwefelvulkanisation hängt unter anderem von über die Struktur des Gummis und die Art der Aktivatoren.

Härten mit Schwefel – Eigenschaften

Schwefelvulkanisierte EPDM-O-Ringe bieten eine sehr gute Abrieb- und Reißfestigkeit. Aufgrund ihrer flexiblen Eigenschaften werden sie bei hohen Belastungen gedehnt, was die O-Ringe vor Bruch schützt. Schwefelvulkanisierte O-Ringe halten einem Temperaturbereich von -55 °C bis +120 °C stand.Schwefelvulkanisierte O-Ringe weisen eine gute Witterungsbeständigkeit und gute dynamische Eigenschaften auf. Während des Schwefelvulkanisationsprozesses wird ein Geruch geringer Intensität erzeugt und die Produktionskosten der Produkte sind viel niedriger als im Fall der Peroxidhärtung. Die Verwendung von Schwefel während der Härtung ermöglicht auch die Verwendung von mehr Füllstoffen.

Mit Schwefel oder Peroxid gehärtete EPDM-O-Ringe – Unterschiede

Schwefelvulkanisiertes EPDM-Material weist im Vergleich zu peroxidgehärtetem EPDM eine ausgezeichnete Flexibilität auf. Leider neigt es eher zum Verhärten. Im Peroxid-Vulkanisationsverfahren vernetztes EPDM hingegen bietet eine bessere thermische Stabilität und Chemikalienbeständigkeit und weist bessere Kompressionseigenschaften auf. Der Vorteil der Peroxidhärtung ist die Bildung von C-C (Kohlenstoff-Kohlenstoff)-Bindungen, die thermostabil sind, so dass sie eine höhere und effektivere thermische Beständigkeit aufweist. O-Ringe aus peroxidgehärtetem Gummi halten Temperaturen bis 150 °C stand, vulkanisiert mit Schwefel – bis 120 °C. Peroxidisch gehärtete O-Ringe sind dagegen teurer in der Herstellung. Darüber hinaus weisen peroxidvulkanisierte Gummiprodukte eine höhere mechanische Festigkeit (Druckfestigkeit) auf als schwefelvulkanisierte. Schwefelvulkanisate hingegen bieten eine höhere Zug-, Reiß- und Abriebfestigkeit. Unter hoher Spannung dehnen sich die O-Ringe viel mehr aus, was ein Reißen verhindert.

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Zusammenfassung

Schwefelvulkanisation Peroxid-Vulkanisation
Leistungen:
  • höhere mechanische Zugfestigkeit (Flexibilität)
  • gute Abriebfestigkeit
  • gute Witterungsbeständigkeit
  • ermöglicht den Einsatz verschiedenster Füllstoffe
  • während des Aushärtungsprozesses wird ein schwacher Geruch freigesetzt
  • gute dynamische Eigenschaften
  • höhere Beständigkeit gegen Chemikalien und Öle
  • höhere Temperaturbeständigkeit
  • geringe Kompression
  • gute Beständigkeit gegen thermische Alterung
  • verfärbt sich nicht und hinterlässt keine Flecken auf Metallen und PVC
  • gute elektrische Isolierung
  • kein Umbau während der Vulkanisation möglich
Mängel:
  • nicht oxidationsbeständig
  • hohe Kompressionsrate
  • beim Härten umwandelbar
  • schlechte mechanische, elastische und dynamische Eigenschaften
  • hohe Empfindlichkeit gegenüber toxischer Strahlung
  • geringe Burnout-Sicherheit
  • höhere Produktionskosten

 

Vergleich mit anderen Materialien

 

O-Ringe aus einer Mischung aus EPDM- und NBR-Kautschuk

Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk bietet unter den Elastomeren die höchste Strahlungsbeständigkeit. Der Umwelt ausgesetzte EPDM-Kautschuk wird abgebaut. Es zeigt auch eine schlechte Beständigkeit in Kontakt mit aliphatischen Kohlenwasserstoffen. Nitril-Ente (NBR) ist ein Polymer, das gegen die Einwirkung von aliphatischen Kohlenwasserstoffen beständig ist und gegenüber Strahlung beständig ist. O-Ringe aus einer Mischung aus EPDM- und NBR-Kautschuk erhöhen die Lebensdauer des sowohl gegen UV-Strahlung als auch gegen aliphatische Kohlenwasserstoffe beständigen Gummiprodukts. NBR-O-Ringe bieten auch eine hohe Beständigkeit gegen Schmieröle und polare Lösungsmittel (Säuren und Basen). Aufgrund dieser Eigenschaften werden NBR-O-Ringe häufig in Anwendungen eingesetzt, die mit Ölen und Fetten auf Mineralölbasis in Kontakt kommen. Für den Außeneinsatz sind O-Ringe aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk definitiv die bessere Wahl. Dieses Elastomer ist definitiv kältebeständiger als NBR-Gummi-O-Ringe.

 

Viton-O-Ringe (FKM / FPM)

O-Ringe aus Fluorkautschuk FKM (Viton) sind im Vergleich zu EPDM-Kautschuk beständig gegen Heißwasser, Dampf, Säuren und Laugen. Bremsflüssigkeiten zersetzen auch Viton O-Ringe (FKM / FPM). Andererseits bieten solche Dichtungen Beständigkeit gegen den Kontakt mit Mineralölen, Kraft- und Schmierstoffen. Sowohl EPDM O-Ringe als auch FKM (Viton) O-Ringe weisen eine vergleichbare Beständigkeit gegenüber Ozon und Witterungseinflüssen auf.

 

Silikon-O-Ringe (VMQ)

O-Ringe aus Silikon bieten sehr gute Isoliereigenschaften. Silikon-O-Ringe sind ozon-, witterungs- und chemikalienbeständig (verdünnte Salzlösungen, pflanzliche und tierische Öle und Fette). Sie sind jedoch nicht mechanisch stark. Aufgrund ihrer geringen Festigkeit verschleißen Silikon-O-Ringe schnell und werden leicht gedehnt und zerrissen. Silikon reagiert schlecht auf Heißdampf, Säuren und Laugen oder aromatische Kohlenwasserstoffe, daher sollten O-Ringe aus diesem Material nicht an Stellen aufgebracht werden, die mit diesen Faktoren in Berührung kommen.

 

HNBR O-Ringe

Die Hydrierung von Nitrilkautschuk (NBR) erzeugt ein synthetisches HNBR-Polymer. O-Ringe aus diesem Material haben eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit und sind verschleißfest. HNBR O-Ringe sind beständig gegen z.B. für HFA-, HFB- und HFC-Hydraulikflüssigkeiten, Heißwasser, Ozon, atmosphärische Bedingungen, verdünnte Säuren und Basen. HNBR-O-Ringe sind nicht kompatibel mit chlorierten Kohlenwasserstoffen, polaren Lösungsmitteln (Ketone, Ester, Ether), starken Säuren.

 

FFKM-O-Ringe

FFKM ist ein Perfluorkautschuk, der ein Material mit der höchsten Beständigkeit im Betriebstemperaturbereich bis 320 °C ist und auch eine hohe Beständigkeit im Kontakt mit chemischen Substanzen bietet. O-Ringe aus FFKM sind perfekt für kritische Anwendungen (z. B. in Düsentriebwerken).

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