Gummiwerkstoffe

Gummi (Rubber) bezeichnet eine Klasse hochelastischer Polymerwerkstoffe, die durch ihre Fähigkeit zur großen reversiblen Deformation charakterisiert sind. Strukturchemisch basieren Kautschuke auf langen, flexibel verknüpften Polymerketten mit hohem Anteil rotierbarer Bindungen und einem moderaten Vernetzungsgrad.

Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Naturkautschuk (cis-1,4-Polyisopren aus Latex des Kautschukbaums) und Synthesekautschuken (z.B. SBR, NBR, EPDM, FKM). Die makromolekulare Struktur (gesättigt/ungesättigt, Polarität, Füllstoff- und Weichmachergehalt) bestimmt mechanische, thermische und medienbeständige Eigenschaften.

Die Elastizität beruht primär auf entropieelastischem Verhalten: Unter Dehnung werden Polymerketten orientiert, beim Entlasten treibt die Entropie das System in einen statistisch ‚geknäulten‘ Zustand zurück. Durch Vulkanisation entstehen chemische oder physikalische Vernetzungsstellen, die Fließen unter Last verhindern und eine definierte Netzwerkdichte einstellen.

Von besonderer Bedeutung sind Silikonkautschuke und Flüssigsilikongummi, deren anorganische Si–O–Si-Rückgrate hohe Temperaturbeständigkeit und gute Alterungsstabilität erlauben. In der Praxis werden Gummiwerkstoffe über Füllstoffe (Ruß, Kieselsäuren), Weichmacher, Stabilisatoren und Prozesshilfen funktional eingestellt.

Für Nachhaltigkeit rücken technische Gummiabfälle, Gummirezyklate (GTR) und deren Nutzung als sekundäres Rohmaterial in den Fokus. Durch mechanisches Zerkleinern und kontrollierte Devulkanisation können Rezyklate in Thermoplaste oder Gummimischungen (z.B. als Rubtermatrix) eingebracht werden, wobei Grenzflächenhaftung und Rest-Vernetzungsgrad entscheidend für die resultierenden Eigenschaften sind.

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