Elastomer – Eigenschaften und Anwendungen im Automobil- und Maschinenbau

Elastomer – Eigenschaften und Anwendungen im Automobil- und Maschinenbau

Elastomere, auch bekannt als Gummi oder Kautschuk, sind eine faszinierende Klasse von Polymermaterialien, die aufgrund ihrer außergewöhnlichen elastischen Eigenschaften weit verbreitet sind. Ihr Name leitet sich vom griechischen Wort “elastikos” ab, was so viel wie “zurückfedern” bedeutet, und beschreibt perfekt ihre Fähigkeit, nach einer Verformung in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren. Im Automobil- und Maschinenbau spielen Elastomere eine entscheidende Rolle – von Dichtungen und Schläuchen bis hin zu Stoßdämpfern und Reifen sind sie unverzichtbare Bestandteile, die für Sicherheit, Zuverlässigkeit und Funktionalität sorgen.

Chemische Struktur und Eigenschaften von Elastomeren

Die besondere Eigenschaft von Elastomeren, die sie von anderen Polymeren unterscheidet, ist ihre langkettige Molekülstruktur, die durch viele schwache Bindungen miteinander verknüpft ist. Diese Bindungen ermöglichen es den Molekülen, sich unter Zug oder Druck zu dehnen und zu falten, ohne dabei zu brechen. Sobald die Kraft entfernt wird, kehren die Moleküle in ihre ursprüngliche Konfiguration zurück.

Elastomere zeichnen sich durch eine Reihe von bemerkenswerten Eigenschaften aus:

  • Hervorragende Elastizität: Sie können erheblichen Verformungen standhalten und kehren nach dem Entfernen der Kraft schnell und vollständig in ihre Originalform zurück.

  • Hohe Zähigkeit: Elastomere sind widerstandsfähig gegen Risse und Abnutzung, was sie zu idealen Materialien für Anwendungen macht, bei denen hohe mechanische Belastungen auftreten.

  • Gute Chemikalienbeständigkeit: Viele Elastomere sind resistent gegenüber Lösungsmitteln, Ölen und anderen Chemikalien, was sie für den Einsatz in aggressiven Umgebungen geeignet macht.

  • Niedrige Wärmeleitfähigkeit: Elastomere isolieren gut gegen Wärme und Kälte.

Herstellung von Elastomeren: Vulkanisation

Die Herstellung von Elastomeren erfolgt durch einen Prozess namens Vulkanisation. Dieser Prozess beinhaltet die Vernetzung der langkettigen Polymermoleküle unter Zugabe von Schwefel oder anderen Vulkanisationsmitteln. Die Vernetzung bildet zusätzliche Brücken zwischen den Molekülen, wodurch das Material stabilisiert und seine elastischen Eigenschaften verstärkt werden.

Die Vulkanisation kann auf verschiedene Arten erfolgen:

Verfahren Beschreibung
Heißvulkanisation Das Elastomer wird bei erhöhten Temperaturen (140-200 °C) mit Schwefel oder anderen Vulkanisationsmitteln versetzt.
Kaltvulkanisation Das Elastomer wird bei Raumtemperatur mit Peroxiden oder anderen Chemikalien versetzt, die eine Vernetzung ohne externe Wärmequelle ermöglichen.

Anwendungen von Elastomeren im Automobil- und Maschinenbau

Elastomere finden im Automobil- und Maschinenbau in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung:

  • Dichtungen: Elastomere dienen als Dichtungsmaterialien in Motoren, Getrieben, Bremsen und anderen Komponenten, um Leckagen zu verhindern.

  • Schläuche: Elastomer-Schläuche transportieren Flüssigkeiten und Gase in Automobilen und Maschinen.

  • Stoßdämpfer: Elastomere Stoßdämpfer absorbieren Schläge und Vibrationen, wodurch der Fahrkomfort gesteigert wird.

  • Reifen: Elastomere sind die Hauptbestandteile von Reifen. Sie bieten Grip, Traktion und Dämpfung.

  • Lagerungen: Elastomerenlagerungen dämpfen Vibrationen und reduzieren Reibung zwischen beweglichen Teilen in Maschinen.

Die Zukunft von Elastomeren: Innovationen und Trends

Die Forschung und Entwicklung im Bereich der Elastomere ist kontinuierlich aktiv. Neue Materialien mit verbesserten Eigenschaften, wie z. B. höhere Wärmebeständigkeit, verbesserte Chemikalienresistenz oder leitfähige Elastomere für elektronische Anwendungen werden ständig entwickelt.

Der Trend geht zu nachhaltigeren Elastomeren, die aus erneuerbaren Ressourcen hergestellt werden. Biobasierte Elastomere gewinnen zunehmend an Bedeutung.

Elastomere sind vielseitig einsetzbare Werkstoffe, deren Eigenschaften sie zu unverzichtbaren Bestandteilen im Automobil- und Maschinenbau machen. Die kontinuierliche Entwicklung neuer Elastomer-Typen und Herstellungsverfahren verspricht noch mehr Innovationen in Zukunft.