Rubber

F.A.Q.

Welche Eigenschaften haben elastomere Kunststoffe?

Elastomere Kunststoffe weisen folgende Eigenschaften auf:

- gummielastisch
- nicht schmelzbar
- nicht löslich 
- keine thermoplastischen Eigenschaften (Ausnahme: thermoplastische Elastomere)

So ist die Gummielastizität der elastomeren Kunststoffe eine ganz besondere Eigenschaft, welche auf einem statisch-dynamischem Gleichgewicht zwischen Ordnung und Entropie beruht.

Doch was ist die genaue Ursache der elastischen Eigenschaft von Elastomeren?

Im ungedehnten normalen Zustand befinden sich die Polymere von elastomerern Kunststoffen in der Gestalt eines Knäuels - also einem "ungeordneten" Zustand der Entropie.

Da die Makromoleküle jedoch weitmaschig vernetzt sind, können sie durch die Einwirkung von Kraft gedehnt werden - und zwar auf das Zweifache ihrer gewöhnlichen Länge. Nun nimmt die Entropie ab. Die Polymere müssen also ihren entropiereichen Zustand wieder aufgeben und sich gestreckt anordnen. 

Lässt nun die Krafteinwirkung nach, nehmen die Elastomere wieder die ursprüngliche Normalform an, da sie stets nach Entropie streben. Dieser interessante Vorgang ist auch unter dem Namen Gummielastizität bekannt.

Welche elastomeren Kunststoffe gibt es?

Kunststoffe werden aufgrund ihrer unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften in drei Kategorien eingeteilt: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere.

Die elastomeren Kunststoffe sind zwar fest in ihrer Form, werden sie jedoch einer Zug- oder Druckbelastung ausgesetzt, können sie sich elastisch verformen - und zwar bis auf das doppelte ihrer eigentlichen Länge. Anschließend kehren elastomere Kunststoffe jedoch wieder in ihre Ursprungsform zurück.

Diese chemischen Eigenschaften machen das Material so vielseitig und unentbehrlich in der Verwendung. 

Elastomere Kunststoffe lassen sich sowohl nach den Ergebnissen des Vulkanisations-Vorgangs als auch nach ihren thermischen Eigenschaften kategorisieren. 

Naturkautschuk vs. synthetischer Kautschuk

Elastomere Kunststoffe werden in zwei unterschiedliche Gruppen unterteilt: Naturkautschuk und synthetischen Kautschuk. Beide Arten entstehen durch den Vorgang des Vulkanisierens, welcher für die Elastizität der Elastomere verantwortlich ist.

Durch Vulkanisation entstehen Schwefelbrücken zwischen den verketteten Makromolekülen der Elastomere. Die noch übergebliebenen reaktiven Doppelbindungen müssen nun vor Sauerstoff und starker UV-Strahlung geschützt werden. Daher werden Ruß, Zinkoxid und weitere stabilisierende Füllstoffe eingearbeitet. So können die Polymere unter Belastung nicht aneinander vorbeigleiten. 

Die Vulkanisate der Elastomere sind sowohl Naturkautschuk als auch synthetischer Kautschuk.

Elastomere vs. Thermoelaste

Elastomere Kunststoffe lassen sich jedoch auch nach ihren thermischen Eigenschaften einordnen, die sich nach der jeweiligen Temperatur richten. Während der typisch elastische Zustand der Elastomere nur bei Raumtemperatur vorliegt, weisen die Kunststoffe bei niedriger und hoher Temperatur andere Eigenschaften auf.

Bei sehr tiefen Temperaturen unterhalb des Glaspunktes werden Elastomere spröde sowie glashart und die Beweglichkeit der Moleküle nimmt ab. Dieser Zustand wird daher als hartelastischer Zustand bezeichnet. 

Eine sehr hohe Temperatur sorgt jedoch dafür, dass die Elastomere durch eine thermische Zersetzung zerstört werden - so wie es bei jeglichen Kunststoffen der Fall ist. Die Gummielastizität dieser sogenannten Thermoelaste oder thermoplastischen Elastomere liegt oberhalb der 20-Grad-Marke und reicht bis zur thermischen Zersetzung.

Thermoplastische Elastomere sind schmelzbar und leichter zu verarbeiten.  Allerdings zählen sie laut DIN-Normen nicht zu den Elastomeren und weisen eher die Eigenschaften von thermoplastischen Kunststoffen auf. 

Für welche Anwendungsgebiete eignen sich elastomere Kunststoffe?

Elastomere sind universell einsetzbar. Sie werden vor allem dort verwendet, wo starke elastische Eigenschaften von Kunstoffen zum Einsatz kommen sollen. Ganz typisch ist daher die Verwendung der Elastomere bei der Herstellung von Reifen, Dichtungen (zum Beispiel O-Ringen) und Gummibändern.

Doch auch Förder- oder Fließbänder, wie das Kofferband am Flughafen oder das Fließband der Supermarktkasse sind ein wichtiges Einsatzgebiet der Elastomere. 

Wir von TER Chemicals haben erkannt, dass steigende Einsatztemperaturen sowie die Zugabe von Additiven, Rußen und Harzen immer wieder neue Rezepturen von elastomeren Kunstoffen hervorbringen. Deshalb sind elastomere Werkstoffe in der Industrie unentbehrlich und auch wir haben starkes Interesse daran, dass diese Art der Kunststoffe stetig verbessert und weiterentwickelt werden sollte.