Elastomere sind weitmaschig vernetzte Polymerwerkstoffe, die durch Vulkanisation von Kautschuk unter Zugabe verschiedener Zuschlagstoffe entstehen. Diese gezielt modifizierten Materialien gehören zur Gruppe der gefüllten Polymerwerkstoffe und zeichnen sich durch ihre elastischen Eigenschaften aus.
Elastomere sind weitmaschig vernetzte Polymerwerkstoffe, die durch Vulkanisation von Kautschuk unter Zugabe verschiedener Zuschlagstoffe entstehen. Diese gezielt modifizierten Materialien gehören zur Gruppe der gefüllten Polymerwerkstoffe und zeichnen sich durch ihre elastischen Eigenschaften aus.
Die Basis eines Elastomers bildet das Polymer, das aus langkettigen Kautschukmakromolekülen besteht. Je nach Anwendung kommen natürliche oder synthetische Kautschuke zum Einsatz, darunter Naturkautschuk (NR) sowie verschiedene synthetische Varianten wie Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) oder Silikonkautschuk (VMQ). Der Anteil an Rohkautschuk liegt in der Regel bei mindestens 60 Gewichtsprozent. Durch den Vernetzungsprozess während der Vulkanisation wird der Kautschuk vom plastischen in einen elastischen Zustand überführt, wodurch die gummielastischen Eigenschaften erst entstehen.
Neben dem Grundpolymer enthalten Elastomere verschiedene Zuschlagstoffe, die gezielt zugesetzt werden, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern und die gewünschten mechanischen, thermischen oder chemischen Eigenschaften zu erzielen. Füllstoffe wie Ruß oder Kieselsäure erhöhen die Festigkeit und beeinflussen das Relaxationsverhalten, während inaktive Füllstoffe wie Kreide oder Talkum als Streckmittel oder zur Modifikation bestimmter Eigenschaften dienen. Der Vernetzungsprozess wird durch spezielle Vulkanisationsmittel ermöglicht, wobei Schwefel das am häufigsten verwendete Vernetzungsmittel ist. In modernen Systemen kommen auch Effizient-Vulkanisationsverfahren oder strahlungsinduzierte Vernetzungen zum Einsatz.
Um die Elastizität und Verformbarkeit zu steuern, werden Weichmacher zugesetzt, die unter anderem die Kälteeignung verbessern. Alterungsschutzmittel verhindern den Einfluss von Umweltfaktoren wie Ozon, UV-Strahlung oder hohen Temperaturen und tragen somit zur Langlebigkeit der Materialien bei. Verarbeitungshilfsmittel wie Paraffine oder Fettsäuren optimieren die Homogenität der Mischung und erleichtern die Herstellung. Darüber hinaus werden Treibmittel zur Erzeugung von Schaumstoffen eingesetzt, während Haftmittel in Verbundmaterialien wie Reifen oder Förderbändern eine stabile Verbindung zwischen dem Elastomer und Verstärkungsträgern gewährleisten.
Die genaue Zusammensetzung einer Elastomermischung hängt von den geforderten Eigenschaften des Endprodukts ab. Faktoren wie chemische Beständigkeit, Temperaturresistenz oder mechanische Belastbarkeit bestimmen die Auswahl der Kautschuke und Zuschlagstoffe. Gleichzeitig spielt auch der wirtschaftliche Aspekt eine Rolle, da verschiedene Kautschuktypen und Additive unterschiedliche Kosten verursachen.
Ein wesentliches Merkmal von Elastomeren ist ihre chemische Vernetzung, die sie von Thermoplasten und Duroplasten unterscheidet. Diese Vernetzungsstruktur sorgt dafür, dass Elastomere nicht durch Erwärmung umgeformt werden können, wodurch sie eine hohe Formstabilität aufweisen. Besonders charakteristisch ist ihre hohe Elastizität, die es ermöglicht, dass sie unter Belastung stark verformt werden können und nach Entlastung wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Dieses Verhalten, bekannt als Entropieelastizität, ist von großer Bedeutung für technische Anwendungen.
Um gezielt bestimmte Materialeigenschaften zu erzielen, werden Elastomeren spezielle Füllstoffe beigemischt. Aktive Füllstoffe wie Ruß oder Kieselsäure verbessern die mechanische Festigkeit und Beständigkeit, während andere Additive thermische oder chemische Eigenschaften beeinflussen. In der Automobilindustrie kommen beispielsweise rußgefüllte Elastomere für hochbelastete Elastomerlager zum Einsatz.
Elastomere zeigen zudem ein viskoelastisches Verhalten, das eine Kombination aus elastischer und zeitabhängiger Verformung beschreibt. Diese Eigenschaft spielt eine zentrale Rolle in der Schwingungstechnik, wo Elastomere zur Isolation und Dämpfung von Schwingungen eingesetzt werden.
Dank ihrer vielseitigen Eigenschaften finden Elastomere breite Anwendung in technischen Bereichen. Sie sind essenziell für Dichtungen, Schwingungsdämpfer, Motorlager, Reifen, Schläuche und Förderbänder. Ihr großer Vorteil liegt in der gezielten Anpassbarkeit an spezifische Einsatzbedingungen. Durch die Wahl geeigneter Rohstoffe und Additive lassen sich Elastomere exakt auf die jeweiligen Anforderungen abstimmen – sei es für erhöhte Temperaturbeständigkeit, chemische Resistenz oder optimierte Dämpfungseigenschaften.
Elastomere sind weitmaschig vernetzte Polymerwerkstoffe, die durch Vulkanisation von Kautschuk unter Zugabe verschiedener Zuschlagstoffe entstehen. Diese gezielt modifizierten Materialien gehören zur Gruppe der gefüllten Polymerwerkstoffe und zeichnen sich durch ihre elastischen Eigenschaften aus.
Die Basis eines Elastomers bildet das Polymer, das aus langkettigen Kautschukmakromolekülen besteht. Je nach Anwendung kommen natürliche oder synthetische Kautschuke zum Einsatz, darunter Naturkautschuk (NR) sowie verschiedene synthetische Varianten wie Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) oder Silikonkautschuk (VMQ). Der Anteil an Rohkautschuk liegt in der Regel bei mindestens 60 Gewichtsprozent. Durch den Vernetzungsprozess während der Vulkanisation wird der Kautschuk vom plastischen in einen elastischen Zustand überführt, wodurch die gummielastischen Eigenschaften erst entstehen.
Neben dem Grundpolymer enthalten Elastomere verschiedene Zuschlagstoffe, die gezielt zugesetzt werden, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern und die gewünschten mechanischen, thermischen oder chemischen Eigenschaften zu erzielen. Füllstoffe wie Ruß oder Kieselsäure erhöhen die Festigkeit und beeinflussen das Relaxationsverhalten, während inaktive Füllstoffe wie Kreide oder Talkum als Streckmittel oder zur Modifikation bestimmter Eigenschaften dienen. Der Vernetzungsprozess wird durch spezielle Vulkanisationsmittel ermöglicht, wobei Schwefel das am häufigsten verwendete Vernetzungsmittel ist. In modernen Systemen kommen auch Effizient-Vulkanisationsverfahren oder strahlungsinduzierte Vernetzungen zum Einsatz.
Um die Elastizität und Verformbarkeit zu steuern, werden Weichmacher zugesetzt, die unter anderem die Kälteeignung verbessern. Alterungsschutzmittel verhindern den Einfluss von Umweltfaktoren wie Ozon, UV-Strahlung oder hohen Temperaturen und tragen somit zur Langlebigkeit der Materialien bei. Verarbeitungshilfsmittel wie Paraffine oder Fettsäuren optimieren die Homogenität der Mischung und erleichtern die Herstellung. Darüber hinaus werden Treibmittel zur Erzeugung von Schaumstoffen eingesetzt, während Haftmittel in Verbundmaterialien wie Reifen oder Förderbändern eine stabile Verbindung zwischen dem Elastomer und Verstärkungsträgern gewährleisten.
Die genaue Zusammensetzung einer Elastomermischung hängt von den geforderten Eigenschaften des Endprodukts ab. Faktoren wie chemische Beständigkeit, Temperaturresistenz oder mechanische Belastbarkeit bestimmen die Auswahl der Kautschuke und Zuschlagstoffe. Gleichzeitig spielt auch der wirtschaftliche Aspekt eine Rolle, da verschiedene Kautschuktypen und Additive unterschiedliche Kosten verursachen.
Ein wesentliches Merkmal von Elastomeren ist ihre chemische Vernetzung, die sie von Thermoplasten und Duroplasten unterscheidet. Diese Vernetzungsstruktur sorgt dafür, dass Elastomere nicht durch Erwärmung umgeformt werden können, wodurch sie eine hohe Formstabilität aufweisen. Besonders charakteristisch ist ihre hohe Elastizität, die es ermöglicht, dass sie unter Belastung stark verformt werden können und nach Entlastung wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Dieses Verhalten, bekannt als Entropieelastizität, ist von großer Bedeutung für technische Anwendungen.
Um gezielt bestimmte Materialeigenschaften zu erzielen, werden Elastomeren spezielle Füllstoffe beigemischt. Aktive Füllstoffe wie Ruß oder Kieselsäure verbessern die mechanische Festigkeit und Beständigkeit, während andere Additive thermische oder chemische Eigenschaften beeinflussen. In der Automobilindustrie kommen beispielsweise rußgefüllte Elastomere für hochbelastete Elastomerlager zum Einsatz.
Elastomere zeigen zudem ein viskoelastisches Verhalten, das eine Kombination aus elastischer und zeitabhängiger Verformung beschreibt. Diese Eigenschaft spielt eine zentrale Rolle in der Schwingungstechnik, wo Elastomere zur Isolation und Dämpfung von Schwingungen eingesetzt werden.
Dank ihrer vielseitigen Eigenschaften finden Elastomere breite Anwendung in technischen Bereichen. Sie sind essenziell für Dichtungen, Schwingungsdämpfer, Motorlager, Reifen, Schläuche und Förderbänder. Ihr großer Vorteil liegt in der gezielten Anpassbarkeit an spezifische Einsatzbedingungen. Durch die Wahl geeigneter Rohstoffe und Additive lassen sich Elastomere exakt auf die jeweiligen Anforderungen abstimmen – sei es für erhöhte Temperaturbeständigkeit, chemische Resistenz oder optimierte Dämpfungseigenschaften.
