Elasztomerek

Általános tudnivalók az elasztomerekről és tulajdonságaikról

Az elasztomerek elterjedt alkalmazása a gumigyártás. A vulkanizálás nevű folyamatot alkalmazva, hő hatására keresztmolekuláris kötések alakulnak ki a gumiban, a természetes gumit először kifejlesztették tartósabbá és alkalmazhatóbbá.

A gumikeverékek alkotórészei változhatnak az adott alkalmazás és a kívánt tulajdonságok alapján. Azonban általánosságban elmondható, hogy a gumikeverékek általában a következő fő alkotórészekből állnak:

Bázis gumi: A gumikeverékek alapját a gumianyag vagy elastomer képezi. Ezek a szintetikus vagy természetes gumik lehetnek, például természetes gumi, neopréngumi, butadién-sztiren gumi (SBR), poliuretán vagy szilikon. A kiválasztott gumibázis meghatározza az anyag rugalmasságát, ellenálló képességét és egyéb tulajdonságait.

Adalékanyagok: Ezek az anyagok hozzáadódnak a gumikeverékhez annak érdekében, hogy javítsák vagy módosítsák a gumitulajdonságokat. Példák adalékanyagokra:

Töltőanyagok: Például szén fekete vagy kvarcpor, amelyek növelik a gumikeverék merevségét és kopásállóságát.

Vulkanizálószerek: Ezek az anyagok segítik a gumikeverék keresztmolekuláris kötéseinek kialakulását, például kén vagy peroxidok.

Szilárdítószerek: Azok a vegyületek, amelyek megerősítik a gumit, például gyanták vagy gyapotrostok.

Lágyítók: Olyan anyagok, mint a nátrium-olajok vagy paraffinok, amelyek növelik a rugalmasságot és csökkentik a merevséget.

Színezékek: Azok a vegyületek, amelyek hozzáadják a gumikeverékhez a kívánt színt.

Öregedésgátlók: Olyan anyagok, amelyek megakadályozzák a gumikeverék öregedését és bomlását.

Megkövetelt tulajdonságokat javító anyagok: Ezek a vegyületek hozzáadódnak a gumikeverékhez annak érdekében, hogy speciális tulajdonságokat adjanak neki. Például:

Antisztatikus anyagok: Céljuk a statikus elektromosság csökkentése.

UV-stabilizátorok: A gumikeverék védelmét szolgálják az UV-sugárzásból eredő károsodások ellen.

Hő- és hidegálló anyagok: Segítenek a gumikeverék ellenálló képességének javításában extrém hőmérsékletekkel szemben.

Az elasztomerek mérhető jellemzői a következők:

Elasztikusság (Elasticity/Flexibility): Az elasztomerek fő jellemzője a rugalmasság, vagyis az anyag képessége a deformációra válaszul, majd az eredeti alakjába való visszatérésre. Ez a tulajdonság megadja, hogy az anyag mennyire tud megnyúlni vagy összenyomódni, miután erő hatott rá.

Hőmérsékleti Tartomány(Temperature Range): Az elasztomerek különböző hőmérsékleti tartományokban működhetnek hatékonyan. A mérhető jellemzők közé tartozik a hőmérsékleti tartomány, amelyen belül az anyag megtartja rugalmasságát és funkcionális tulajdonságait. Például, néhány elasztomer alacsony hőmérsékleteken megkeményedhet vagy repedezhet.

Keménység (Hardness): Az elasztomerek keménysége mérhető skálával, például a Shore keménységi skálával. A keménység azt mutatja meg, hogy az anyag mennyire ellenáll a nyomásnak vagy a karcolásoknak, és mennyire alakítható át a felszínük (ASTM D2240).

Kopásállóság (Wear Resistance/Abrasion resistence): Az elasztomerek kopásállósága fontos tényező azok olyan alkalmazásaiban, ahol folyamatosan érintkeznek más felületekkel. A kopásállóság mérése különböző módszerekkel történhet, például az anyagveszteség vagy a kopásfoltok mértékének rögzítésével.

Szakítószilárdság (Tensile Strength): Az elasztomerek szakítószilárdsága azt mutatja meg, hogy az anyag mennyi terhelést képes elviselni, mielőtt szakadás következik be. A szakítószilárdság mértéke általában megadja az anyag terhelhetőségét (ASTM D412).

Nyújthatóság (Elongation): Az elasztomerek nyújthatósága azt mutatja, hogy az anyag mennyire képes megnyúlni a kiindulási hosszához képest. Ez fontos tulajdonság lehet például gumiként való alkalmazásokban, ahol a rugalmasság és a nyújthatóság fontos.

Visszaállási képesség (Recovery): Ez a tulajdonság azt mutatja meg, hogy az elasztomer mennyire képes visszaállni eredeti alakjába deformáció után. A visszaállási képesség jelzi az anyag tartósságát és hosszú élettartamát.

Dielektromos Tulajdonságok (Dielectric Properties): Az elasztomerek dielektromos tulajdonságai meghatározzák az anyag elektromos szigetelési képességét és a villamos áramvezetés ellenállását.

Kémiai Ellenállás (Chemical Resistance): Az elasztomerek reakciója különböző kémiai anyagokkal szemben is mérhető. Ez az információ fontos lehet, ha az anyagot kémiai környezetben használják.

UV-stabilitás (UV Stability): Az elasztomerek UV-stabilitása azt mutatja meg, hogy mennyire ellenállnak az ultraibolya (UV) sugárzásnak okozott idő előtti öregedésnek és károsodásnak.

Nyomószilárdsági ellenállás (Compression set resistance): Az eredeti minta vastagságának százalékos aránya, miután axiálisan irányított nyomóerőket alkalmaztak és engedtek el egy meghatározott hőmérsékleten és idő alatt (ASTM D395).

Tapadás (Adhesion): Az anyag azon képessége, hogy megtapadjon a fémburkolaton (ASTM D429).

Modulus: egy adott erő kifejtéséhez szükséges feszültség.

Szakadásállóság (Tear resistance): Az anyag azon képessége, hogy ellenálljon a vágás növekedésének, amikor feszültséget alkalmaznak (ASTM D624).

Rugalmasság (Resilience): Az átmeneti energia elnyelésére való képesség anélkül, hogy maradandó torzulás keletkezne (ASTM D945).