Kautschukrezeptur

von Anders G. Christensen, AVK GUMMI A/S

Kautschukmischungen sind weitaus komplexer als Kunststoff und Metall-Legierungen. Sie sind nicht standardisiert, sondern sind abhängig von der jeweiligen Zubereitung. Dies macht es unmöglich die genauen Zutaten anzugeben, weshalb der Fokus auf den Eigenschaften und auf den erforderlichen Genehmigungen je nach Anwendung gerichtet sein sollte.
Grundsätzlich besteht jede Kautschukmischung aus Polymer, Füllmaterial, Weichmacher und einer Vulkanisierung. Darüber hinaus können Zusatzstoffe zur Optimierung der Alterungsbeständigkeit, Verarbeitungshilfsmittel und andere Funktionselemente angewendet werden. Das Polymer bietet die wichtigsten Kautschukeigenschaften in Abhängigkeit von ihrer chemischen Zusammensetzung.

Die Standardmischung

In diesem Beispiel haben wir uns für EPDM entschieden. Drei Monomere können als Kette in unterschiedlichen Längen, Verhältnissen und Sequenzen  kombiniert werden. All diese Parameter sind für Eigenschaften wie Stärke, bleibende Verformung, etc. von entscheidender Bedeutung. 

Nachdem Sie das Polymer ausgewählt haben, ist es an der Zeit die Füllstoffe auszusuchen. Die wichtigste Gruppe dieser Stoffe ist Ruß, der dem Polymer Festigkeit gibt und die Reibung, Flexibilität, thermischen und leitenden Eigenschaften reguliert. Abhängig von der Struktur kann Ruß die Eigenschaften wesentlich verändern.
Neben Ruß gibt es auch eine Reihe von "weißen Füllstoffe", z.B. Siliziumdioxid, Kreide oder Kaolin. In der Regel bieten diese Füllstoffe weniger Verstärkung und die meisten von ihnen haben eher negative Auswirkungen auf die chemische Beständigkeit.

Jetzt ist es an der Zeit, die Weichmacher auszuwählen. Sie regulieren die Härte und fungieren als Homogenisatoren. Für EPDM gibt es eine Reihe von Weichmachern, wobei das Mineralöl am weitesten verbreitet ist.

Zum Schluss wird nach der Vulkanisierung geschaut. Grundsätzlich gibt es zwei relevante Vulkanisierungen für EPDM: Schwefel und Peroxid. Bei der Verwendung von Schwefel vulkanisiert die Verbindung in der Regel schnell , derweil eine Peroxid-Vulkanisierung einen niedrigen Druckverformungsrest besitzt, Geschmacks- und Geruchsneutral ist und viel bessere thermische Stabilität bietet. Auf der anderen Seite sollte einem bewusst sein, dass dabei ein zusätzlicher Schritt erforderlich ist: Nachhärtung. Dies wird gemacht, um Abbauprodukte zu beseitigen, die sonst schlechten Geruch und Geschmack verursachen würden.

Optionale Hilfsstoffe

Wie bereits früher erwähnt, ist es möglich, weitere Funktionselemente hinzuzufügen. Verarbeitungshilfsstoffe erleichtern nicht nur das Entformen und sorgen für bessere Fließeigenschaften, sondern ändern auch oft die Oberfläche des Gummiteils, was für die Reibung, Reinigungsfähigkeit und Optik von Vorteil sein könnte. Aber vor allem bei Trinkwasseranwendungen können Verarbeitungshilfsstoffe Mikroorganismen dabei unterstützen, die Gummioberfläche zu besiedeln und Biofilme zu bauen, was wiederum zu hygienischen Problemen führen kann.

Zusatzstoffe für die Alterungsbeständigkeit dienen hauptsächlich dazu, die Spaltung der Hauptkette des Polymers zu verhindern, da es Doppelbindungen enthält, wie z.B. in NBR. Sie werden in der Regel nicht für EPDM gebraucht, da dieses Polymer selbst gut geschützt ist. Das Spektrum der Zusatzstoffe für die Alterungsbeständigkeit kann in Ozonschutzmittel und Antioxidantien aufgeteilt werden. Sie variieren von einfachen Wachsen zu komplexen organischen Molekülen.

Man muss, wie bei jeder Verwendung von Chemikalien, nicht nur auf die Funktionalität achten sondern auch auf die Gesundheit und Umweltverträglichkeit. Eine große Anzahl von Kautschuk-Chemikalien für technische Anwendungen wie Reifen, Schläuche und Bänder in der Automobilindustrie würden in Lebensmitteln, der Medizin und der Trinkwasserversorgung zu erheblichen Problemen führen.

Deshalb haben Regulierungsbehörden Positivlisten, Sperrlisten und Genehmigungsprogramme herausgegeben.

Bei AVK GUMMI haben wir aus eigener Initiative heraus eine genaue Konformitätsbescheinigung für all unsere Kautschukmischungen erstellt, welche bestätigt, dass wir nur Rohstoffe verwenden die REACH und RoHS-konform sind und die keine tierischen Derivate, ozonabbauenden Stoffe, gefährliche Bisphenole oder Phthalaten enthalten. Außerdem erklären wir in der Bescheinigung, dass unsere Produkte in Übereinstimmung mit EN 1935/2004, einschließlich Good Manufacturing Practice (GMP) und mit vollständiger Rückverfolgbarkeit hergestellt werden. 

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