Elastomereigenschaften

Temperatur

Jeder Elastomertyp hat spezifische Einsatztemperaturen, welche von vielen Faktoren beeinflusst werden:
Medienbeständigkeit, dynamischer oder statischer Einsatz und Dichtungsdesign.

Viele Faktoren haben auf die Einsatztemperatur des Werkstoffs Einfluss. Alle dynamischen und Stoßbelastungen sollten unterhalb der vorgegebenen Minustemperaturgrenze des Werkstoffs vermieden werden. Allerdings gewinnen Elastomere welche in statischen Zuständen unterhalb der Minusgrenze gelagert werden während des Aufwärmens ihre vollen physikalishcen Eingenschaften zurück. Bei höheren Temperaturen sollte auf das langzeitige Einsatzlimit und die kurzzeitige Spitzentemperatur jedes Elastomers geachtet werden. Elastomere welche der extremen oberen Grenze ausgesetzt sind, erleiden einen beschleunigten Flexibiliätsverlust und erfahren als Resultat eine überhöhte Druckverformung. Dies kann den Lebenszyklus der Dichtung erheblich verkürzen. Hohe Temperaturen haben weiterhin Einfluss auf Volumenschwellung und Aushärtung. Dies ist abhängig von der Werkstoffauswahl.

Die Temperaturrichtlinie (in Englisch) unten ist allgemein gehalten für jeden Elastomertyp. Wir haben spezielle Mischungen entwickelt, welche verbesserte Hoch- und Niedrigtemperaturleistung aufweisen. Bei Fragen können Sie gern unser Material Science Department benachrichtigen. Telefon:+44(0)1202 854300

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Härte

Der Begriff Härte bezeichnet die Messung des Materialwiderstands bei einer bestimmten Verformungskraft, welche bei einem gegebenen Standardabdruck über eine bestimmte Zeit ausgeführt wird. Härte wird in Prozent IRHD (International Rubber Hardness Degrees) gemessen. Dies ist die generelle Maßeinheit für standard-dimensionierte Teststücke und ebenfalls die Einheit für Fertigprodukte (z.B. O-Ring Schnurstärke) mit Mikro-Härte-Test. Standardmischungen sind normalerweise 70 IRHD. Superior kann allerdings Mischungen in einem Härtenbereich von 20-90 IRHD anbieten, abhängig vom Materialtyp. Die Auswahl der Härte hängt von den jeweiligen Anwendungsanforderungen ab. Zum Beispiel:

Weichere Mischungen

Härtere Mischungen

Die Härte wirdnormalerweise durch eine nominale Ziffer ± 5 Toleranzpunkte ausgedrückt und kontrolliert.

Druckverformungsrest

Dies ist die Vermessung des Elastizitätsgedächtnisverlusts einer Mischung. Ein zylindrischer Standardmesskörper aus Gummi wird einer Vorspannung bei gegebenen Zeit- und Temperaturparametern ausgesetzt (z.B. 24h/100ºC). Die Deformation beträgt normalerweise 25% der Originalhöhe.

Die Messung der Regeneration der Schnurstärke wir bei Raumtemperatur durchgeführt. Das Endresultat wird als nicht zurückgewonne Höhe ermittelt und durch einen Prozentsatz der ausgeführten Stauchung dargestellt. Normalerweise kann gesagt werden, je kleiner der Druckverformungsrest desto besser das Elastomergedächtnis. Dies wird als eines der wichtigen Eigenschaften einer Mischung betrachtet, da Undichtheit bei hohem Verformungsrest (und daher Elastizitätsgedächtnisverlust) auftreten kann.

Reißlast

Reißlast ist die geforderte Kraft, welche notwendig ist um einen Standardtestkörper bei einer gegebenen Verlängerungsrate zu zerreißen und wird durch Kraft pro Flächeneinheit ausgedrückt.

Praktisch ausgedrückt, diese Eigenschaft hilft nicht bei der Auswahl der richtigen Mischung, da sich ein korrekt eingesetzter O-Ring nicht auf seine Reißlast verlassen muss, um eine effektive Dichtung zu erreichen.

Reißdehnung

Die Reißdehnung wird in dem Moment gemessen, in welchem der vorbelastete Testkörper zerreißt, und wird in Prozent dargestellt.

Diese Eigenschaft ist für die Auswahl einer geeigneten Mischung nützlich, da der O-Ring während des Zusammenbaus eine große Dehnung erfahren kann (z.B. Kolbendichtung).

Weiterreißfestigkeit

Widerstand zum Weiterreißen von einem ausgänglichen Schaden, welcher z.B. beim Einbau passieren kann.

Gasdurchlässigkeit

Elastomere erlauben Gas in die Struktur einzudringen. Diese diffundieren oder penetrieren und verflüchtigen sich durch die Niedrigdruckseite.

Die Rate der Gasdurchdringung wird durch Temperatur, Druck, Gastyp und Elastomertyp bestimmt und kann für den Einsatz im Vakuum oder Gasbehälter kritisch sein

Zur Verringerung der Durchdringung:

Abnutzung

Abnutzungswiderstand ist ein genereller Ausdruck der Verschleißfestigkeit.

Es wird festgestellt, dass sich HNBR-Mischunge am besten verhalten. NBR und EPDM haben relativ gute Abnutzungswiderstände und FKM hat einen geringeren Abnutzungswiderstand.

Der Abnutzungswiderstand verbessert sich mit steigender Härte (bis zu 80 IRHD). Nichtsdestotrotz, Silikon und Flourosilikon haben schlechte Abnutzungseigenschaften und sollten nur in statischen Anwendungen eingesetzt werden.

Farbe

Elastomere werden
normalerweise mit dem Zusatz von Kohlenstoff-Auffüllern zusammengestellt. Daher ist der Großteil von Elastomeren schwarz. Gummis erhalten eine Menge ihrer Festigkeit und Hitzebeständigkeit vom Zusatz von schwarzen Auffüllern. Allerdings haben wir bei Superior die Fähigkeit farbige Mischungen für fast alle Materialtypen zu mischen und zu produzieren. Färbung wird hauptsächlich für die Identifizierung und Unterscheidung von Mischungen in sicherheitsbedingten Anwendungen genutzt.Zusätzlich kann Färbung zur Unterscheidung von ähnlichen Größen an Produktionslinien verwendet werden.

Für eien Auswahl unserer Mischungen, können Sie hier unsere Mischungsbrochüre herunterladen (in Englisch).

Alterung

Hitzealterungstests werden weitläufig für die Aufzeichnung von Eigenschaftsänderungen von Elastomeren verwendet.

Normalerweise werden Härte, Reißlast und Reißdehnung gemessen und mit dem Ursprungswert verglichen.

Luft- und Flüssigkeitsalterung bei Standardzeiten/-temperaturen sind bedeutungsvoll um die Lebenserwartung von Elastomeren zu vergleichen. Standard Testbedingungen sind

Wenn Elastomere über ihre Alterungswiderstände hinaus beansprucht werden, können Risse, Spaltungen und/oder Aushärtung auftreten.

Niedrigtemperaturflexibilität

Der TR-Test (Temperatur-Rückstellung) bietet eine Messung der Wiederherstellungsrate eines Elastomermaterials, nachdem es niedrigen Temperaturen ausgesetzt wurde.

Der Test, welcher in ISO2921 beschrieben wird, besteht aus dem Dehnen eines Testkörpers über eine Länge von 50 oder 100mm und dem Platzieren dieses Testkörpers in einem Bad bei -70°C. Der Testkörper kann sich frei zusammenziehen während die Temperatur konstant mit 1°C pro Minute erhöht wird

Die prozentuale Retraktion des Testkörpers wird der Temperatur gegenüber gestellt. Retraktionswerte werden automatisch aufgezeichnet. Die am meisten genutzten Werte sind TR10, TR30, TR50 und TR70. TR10 und TR70 sind hierbei von besonderem Interesse.

Medientabelle (in Englisch)

Für dynamische Anwendungen wird empfohlen, dass eine maximale Schwellung von 8% eingehalten
wird (••• rated). Für statische Dichtungen kann eine Volumenänderung von bis zu 25% toleriert warden (••/• rated) solange die Nutvertiefung dieses Volumen unterstützt.

 

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