Elastomerwerkstoffe weisen eine Vielzahl an Variationen auf, die sich aus ihrem chemischen Aufbau, ihrer Zusammensetzung und ihren mechanischen sowie thermischen Eigenschaften ergeben. Diese Unterschiede ermöglichen eine gezielte Anpassung an spezifische Anwendungsanforderungen und machen Elastomere zu vielseitig einsetzbaren Werkstoffen.
Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal ist die Art des Basiskautschuks. Neben Naturkautschuk (NR) gibt es eine Vielzahl synthetischer Kautschuke wie Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadienkautschuk (BR), Nitrilkautschuk (NBR) oder Fluorkautschuk (FKM). Jeder dieser Kautschuktypen besitzt charakteristische Eigenschaften in Bezug auf Elastizität, Temperaturbeständigkeit oder chemische Resistenz. Copolymere wie NBR oder HNBR ermöglichen durch das gezielte Verhältnis der Monomere eine Anpassung der Materialeigenschaften, etwa eine verbesserte Ölbeständigkeit oder Kälteflexibilität.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Vernetzungsart und -dichte. Der Vernetzungsgrad beeinflusst sowohl die Elastizität und Festigkeit als auch die thermische Stabilität eines Elastomers. Ein höherer Vernetzungsgrad führt in der Regel zu einer Erhöhung der Härte und Steifigkeit (E-Modul, Speichermodul), während gleichzeitig die Reißdehnung und die bleibende Verformung abnehmen. Allerdings kann die Reißfestigkeit und der Weiterreißwiderstand bei zunehmender Vernetzungsdichte ein Maximum erreichen. Darüber hinaus beeinflusst der Vernetzungsgrad die dynamischen und thermischen Eigenschaften, indem er etwa die Glastemperatur auf höhere Werte verschiebt. Für Elastomerlager in der Schwingungstechnik ist es daher unerlässlich, den Vernetzungsgrad präzise zu kontrollieren, um die gewünschten Steifigkeits- und Dämpfungseigenschaften zu gewährleisten.
Die Zugabe von Füllstoffen spielt ebenfalls eine zentrale Rolle. Verstärkende Füllstoffe wie Ruß oder Kieselsäure verbessern mechanische Eigenschaften wie Abriebfestigkeit und Reißfestigkeit, während inaktive Füllstoffe wie Kreide oder Talkum häufig zur Kostenreduktion oder zur Modifikation bestimmter Materialeigenschaften eingesetzt werden. Der Anteil und die Art der Füllstoffe beeinflussen zudem das Relaxationsverhalten und die Härte des Elastomers.
Neben den Füllstoffen kommen verschiedene Additive zum Einsatz, um spezifische Eigenschaften zu optimieren. Weichmacher erhöhen die Flexibilität und Kältebeständigkeit, Alterungsschutzmittel schützen vor Ozon- oder UV-Einflüssen, und Verarbeitungshilfen erleichtern die Herstellung und Homogenität der Mischung. In geschäumten Elastomeren sorgen Treibmittel für eine Zellstruktur, die das Gewicht reduziert und die Volumenkompressibilität erhöht.
Die Struktur eines Elastomers kann entweder kompakt oder zellig sein. Während kompakte Elastomere eine hohe Dichte und Festigkeit besitzen, sind geschäumte Varianten elastischer und besser verformbar, was sie besonders für Dämpfungselemente und Leichtbauanwendungen geeignet macht.
Elastomere unterscheiden sich zudem hinsichtlich ihrer mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften. Härte, Reißfestigkeit, Temperaturbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Chemikalien wie Ölen oder Kraftstoffen bestimmen die Einsatzmöglichkeiten. Diese Vielfalt an Materialeigenschaften führt dazu, dass Elastomere in unterschiedlichsten Bereichen Anwendung finden – von Reifen und Dichtungen in der Automobilindustrie über Schwingungsisolierung im Bauwesen bis hin zu medizinischen und technischen Speziallösungen.
Die Klassifizierung von Elastomeren erfolgt anhand verschiedener Normen und Standards, die Kriterien wie Temperaturbeständigkeit und Quellverhalten definieren. Die präzise Auswahl und Anpassung des Elastomerwerkstoffs erfolgt stets in Abhängigkeit von den spezifischen Anforderungen des jeweiligen Einsatzgebiets, wodurch eine optimale Materialperformance sichergestellt wird.
