Vulkanisation

Die Vulkanisation ist ein chemischer Prozess, bei dem Elastomere durch Vernetzung ihrer Polymerketten in einen dauerhaft elastischen Zustand überführt werden. Dabei entstehen aus plastisch verformbaren Rohkautschuken formfeste, elastische und belastbare Gummiprodukte mit definierter Elastizität, Härte und Beständigkeit.

Wie funktioniert Vulkanisation?
Polymerketten werden in der Regel durch den Zusatz von Vernetzungschemikalien – z. B. Schwefel, Peroxide oder Silanverbindungen – bei erhöhter Temperatur quervernetzt. Dieser Vorgang findet typischerweise bei Temperaturen zwischen 140 °C und 200 °C direkt im Werkzeug statt. Insbesondere bei komplexen Bauteilen wird manchmal auch eine Autoklaven-Nachvulkanisation eingesetzt. Durch Variation der Zusätze und Prozessparameter sind die mechanischen Eigenschaften dabei gezielt einstellbar.
Eine Alternative zur Vulkanisation mittels Zusätzen bildet u.a. die Elektronenstrahlvernetzung, bei der die Quervernetzungen über gezielte Energieeinbringung durch einen Elektronenstrahl erfolgt.

Vorteile und Bedeutung:
– Erhöhung von Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Elastizität
– Verbesserung von Medien-, Hitze- und Alterungsbeständigkeit
– Dauerhafte Formgebung von Dichtungen, Federelementen, Verbundteilen
– Voraussetzung für die industrielle Serienfertigung elastischer Bauteile

Varianten der Vulkanisation:
– Schwefelvernetzung – klassiskh bei NR, SBR, EPDM
– Peroxidvernetzung – bei hitzebeständigen Elastomeren (z. B. HNBR, FKM)
– Silanvernetzung – z.B. bei Siliconen und TPEs
– Metalloxidvernetzung – z.B. bei CR
– Elektronenstrahlvernetzung – z.B. bei TPE