TOP 5 Elastomere für Dichtungsanwendungen

Was sind Elastomere? Der Begriff leitet sich von „elastisch“ ab – einer der grundlegenden Eigenschaften von Gummi. Die Wörter „Gummi“ und „Elastomer“ werden synonym verwendet und bezeichnen Polymere mit Viskoelastizität – allgemein als „Elastizität“ bekannt. Zu den inhärenten Eigenschaften von Elastomeren gehören Flexibilität, hohe Dehnbarkeit sowie eine Kombination aus Rückstellkraft und Dämpfung (Dämpfung ist eine Eigenschaft von Gummi, die dazu führt, dass er bei Verformung mechanische Energie in Wärme umwandelt). Diese einzigartigen Eigenschaften machen Elastomere zu einem idealen Material für Dichtungen, Isolierteile und ähnliche Anwendungen.

Die Elastomerproduktion hat sich im Laufe der Jahre von Naturkautschuk aus Baumlatex hin zu hochentwickelten Kautschukmischungen entwickelt. Durch den Einsatz von Additiven wie Füllstoffen oder Weichmachern oder durch Variation der Anteile innerhalb der Copolymerstruktur lassen sich spezifische Eigenschaften erzielen. Diese Weiterentwicklung der Elastomerproduktion eröffnet eine Vielzahl an Möglichkeiten für die Entwicklung, Herstellung und Vermarktung von Elastomeren.

Um das richtige Material auszuwählen, sollten zunächst die gängigen Kriterien für die Leistungsfähigkeit von Elastomeren in Dichtungsanwendungen geprüft werden. Bei der Auswahl eines geeigneten Materials müssen Ingenieure oft eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigen. Betriebsbedingungen wie Temperaturbereich, Umgebungsbedingungen, Kontakt mit Chemikalien sowie mechanische oder physikalische Anforderungen müssen sorgfältig geprüft werden. Je nach Anwendung können diese Betriebsbedingungen die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer einer Elastomerdichtung erheblich beeinflussen.

Vor diesem Hintergrund wollen wir fünf der am häufigsten verwendeten Elastomere für Dichtungsanwendungen genauer betrachten.

BUNA-N-NITRIL-UNTERLEGSCHEIBEN1

1)Buna-N/Nitril/NBR

Alle synonymen Begriffe bezeichnen diesen synthetischen Kautschuk-Copolymer aus Acrylnitril (ACN) und Butadien, oder Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR). Er ist eine beliebte Wahl und wird häufig dann spezifiziert, wenn Benzin, Öl und/oder Fette vorhanden sind.

Haupteigenschaften:

Maximaler Temperaturbereich von ~ -54°C bis 121°C (-65° – 250°F).
Sehr gute Beständigkeit gegenüber Ölen, Lösungsmitteln und Kraftstoffen.
Gute Abriebfestigkeit, Kaltfließfähigkeit, Reißfestigkeit.
Bevorzugt für Anwendungen mit Stickstoff oder Helium.
Schlechte Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung, Ozon und Witterungseinflüssen.
Schlechte Beständigkeit gegenüber Ketonen und chlorierten Kohlenwasserstoffen.

Am häufigsten verwendet in:

Anwendungen für die Kraftstoffförderung in der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie

Relative Kosten:

Niedrig bis mittel

BUNA-N-NITRIL-UNTERLEGSCHEIBEN1

2)EPDM

Die Herstellung von EPDM beginnt mit der Copolymerisation von Ethylen und Propylen. Ein drittes Monomer, ein Dien, wird hinzugefügt, damit das Material mit Schwefel vulkanisiert werden kann. Die so entstehende Verbindung wird als Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) bezeichnet.

Haupteigenschaften:
Maximaler Temperaturbereich von ~ -59°C bis 149°C (-75° – 300°F).
Hervorragende Beständigkeit gegen Hitze, Ozon und Witterungseinflüsse.
Gute Beständigkeit gegenüber polaren Substanzen und Wasserdampf.
Hervorragende elektrische Isolationseigenschaften.
Gute Beständigkeit gegenüber Ketonen, gewöhnlichen verdünnten Säuren und Laugen.
Schlechte Beständigkeit gegenüber Ölen, Benzin und Kerosin.
Schlechte Beständigkeit gegenüber aliphatischen Kohlenwasserstoffen, halogenierten Lösungsmitteln und konzentrierten Säuren.

Am häufigsten verwendet in:
Kühlräume/Kühlräume
Anwendungen für Kfz-Kühlsysteme und Dichtungsbänder

Relative Kosten:
Niedrig – Mittel

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3) Neopren

Die Neopren-Familie der synthetischen Kautschuke wird durch Polymerisation von Chloropren hergestellt und ist auch als Polychloropren oder Chloropren (CR) bekannt.

Haupteigenschaften:
Maximaler Temperaturbereich von ~ -57°C bis 138°C (-70° – 280°F).
Ausgezeichnete Schlag-, Abrieb- und Flammbeständigkeit.
Gute Reißfestigkeit und Druckverformungsbeständigkeit.
Ausgezeichnete Wasserbeständigkeit.
Gute Beständigkeit gegenüber mäßiger Einwirkung von Ozon, UV-Strahlung und Witterungseinflüssen sowie gegenüber Ölen, Fetten und milden Lösungsmitteln.
Schlechte Beständigkeit gegenüber starken Säuren, Lösungsmitteln, Estern und Ketonen.
Schlechte Beständigkeit gegenüber chlorierten, aromatischen und Nitro-Kohlenwasserstoffen.

Am häufigsten verwendet in:
Anwendungen in aquatischen Ökosystemen
Elektronik

Relative Kosten:
Niedrig

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4) Silikon

Silikonkautschuke sind hochpolymere Vinylmethylpolysiloxane (VMQ), die sich durch hervorragende Eigenschaften in anspruchsvollen thermischen Umgebungen auszeichnen. Aufgrund ihrer Reinheit eignen sie sich besonders gut für hygienische Anwendungen.

Haupteigenschaften:
Maximaler Temperaturbereich von ~ -100°C bis 250°C (-148° – 482°F).
Ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit.
Hervorragende Beständigkeit gegen UV-Strahlung, Ozon und Witterungseinflüsse.
Weist von den aufgeführten Materialien die beste Flexibilität bei niedrigen Temperaturen auf.
Sehr gute dielektrische Eigenschaften.
Schlechte Zugfestigkeit und Reißfestigkeit.
Schlechte Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, Ölen und konzentrierten Säuren.
Schlechte Dampfbeständigkeit.

Am häufigsten verwendet in:
Anwendungen im Lebensmittel- und Getränkebereich
Anwendungen im pharmazeutischen Umfeld (ausgenommen Dampfsterilisation)

Relative Kosten:
Mittel – Hoch

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5) Fluorelastomer/Viton®

Viton®-Fluorelastomere werden unter der Bezeichnung FKM kategorisiert. Diese Elastomerklasse ist eine Familie, die aus Copolymeren von Hexafluorpropylen (HFP) und Vinylidenfluorid (VDF oder VF2) besteht.

Bei fortgeschrittenen Sorten werden Terpolymere aus Tetrafluorethylen (TFE), Vinylidenfluorid (VDF) und Hexafluorpropylen (HFP) sowie Perfluormethylvinylether (PMVE) enthaltende Spezialprodukte beobachtet.

FKM gilt als die Lösung der Wahl, wenn sowohl hohe Temperatur- als auch chemische Beständigkeit erforderlich sind.

Haupteigenschaften:
Maximaler Temperaturbereich von ~ -30°C bis 315°C (-20° – 600°F).
Beste Hochtemperaturbeständigkeit.
Hervorragende Beständigkeit gegen UV-Strahlung, Ozon und Witterungseinflüsse.
Schlechte Resistenz gegenüber Ketonen und Estern mit niedrigem Molekulargewicht.
Schlechte Beständigkeit gegenüber Alkoholen und nitrohaltigen Verbindungen
Schlechte Beständigkeit gegenüber niedrigen Temperaturen.

Am häufigsten verwendet in:
Abdichtungsanwendungen im Wasser-/Tauchbereich
Anwendungen von Kraftstoffen für Kraftfahrzeuge mit hohen Biodieselkonzentrationen
Anwendungen von Dichtungen in der Luft- und Raumfahrt zur Unterstützung von Kraftstoff-, Schmierstoff- und Hydrauliksystemen

Relative Kosten:
Hoch

 

 

 


Veröffentlichungsdatum: 15. April 2020