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Gummi

Warum Gummi nicht schmilzt: Alternativen und Lösungen

Von Emilia Nowak | 17. November 2024
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Gummi schmilzt nicht, sondern zersetzt sich. Alternativen sind TPE, mechanische Bearbeitung oder Kleben. Dieser Artikel erläutert die Gründe und die Alternativen.

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Gummi kann nicht schmelzen aber durchaus klebrig werden

Warum Gummi nicht einfach schmilzt

Gummi unterscheidet sich in seiner Struktur grundsätzlich von thermoplastischen Materialien, was das Schmelzen erheblich erschwert. Die chemische Zusammensetzung von Gummi, besonders von vulkanisiertem Gummi, sorgt dafür, dass das Material bei Erwärmung nicht einfach schmilzt, sondern sich zersetzt. Während der Vulkanisation entstehen feste, thermisch stabile Verbindungen zwischen den Kautschukpolymeren durch den Einsatz von Schwefel. Diese Schwefelbrücken verleihen dem Gummi seine Elastizität und Formbeständigkeit.

Bei Erwärmung brechen diese stabilen Netzwerke jedoch nicht gleichmäßig auf wie bei thermoplastischen Kunststoffen. Stattdessen zersetzt sich der Gummi und bildet eine teerartige Masse, während gasförmige Rückstände freigesetzt werden. Bei Temperaturen um 120°C bis 130°C, wie bei Guttapercha, kommt es zur vollständigen Zersetzung, ohne dass das Material in eine wiederverwendbare Form gebracht werden kann. Diese irreversible Veränderung unterscheidet Gummi von Thermoplasten, die bei Hitze schmelzen und nach dem Abkühlen ihre ursprünglichen Eigenschaften wieder aufnehmen können.

Alternative 1: Verflüssigung von Gummi

Eine Möglichkeit, Gummi zu verflüssigen, ohne klassische Schmelzverfahren einzusetzen, besteht darin, auf Materialien wie Plastisol zurückzugreifen. Plastisol lässt sich bei moderaten Temperaturen in eine flüssige Form überführen, was Flexibilität bietet, ohne die typischen Vernetzungen des Gummis zu zerstören.

Anwendungsschritte

  1. Materialauswahl: Wählen Sie das geeignete TPE basierend auf Härte, Flexibilität und Temperaturbeständigkeit.
  2. Erhitzen: Erhitzen Sie das TPE auf eine Temperatur zwischen 110°C und 230°C, um es zu schmelzen, ohne dass es sich zersetzt.
  3. Formgebung: Gießen Sie das geschmolzene Material in eine Form, die sauber und trocken ist.
  4. Abkühlung und Aushärtung: Lassen Sie das Material langsam abkühlen, um Spannungen abzubauen und die elastischen Eigenschaften zu bewahren.

Alternative 2: Thermoplastische Elastomere verwenden

Thermoplastische Elastomere (TPE) bieten eine umweltschonende Alternative zu herkömmlichem Gummi. Im Gegensatz zu vulkanisiertem Gummi lassen sich TPE bei Erhitzung in eine plastische Form bringen und nach dem Abkühlen wiederverwenden.

Vorteile von TPE

  • Recyclingfähigkeit: Wiederholtes Erhitzen und Formen erhöhen die Nachhaltigkeit des Materials.
  • Verarbeitung: TPE lässt sich durch Guss-, Spritzguss- und Extrusionsverfahren einfach verarbeiten.
  • Eigenschaftenanpassung: Elastizität, Haptik und Aussehen sind anpassbar an spezifische Anwendungen.

Nachteile

  • Temperaturempfindlichkeit: TPE sind nur bis etwa 230°C hitzebeständig und verlieren bei höheren Temperaturen ihre Elastizität.
  • Dehnfähigkeit: TPE sind weniger dehnbar als reine Elastomere.

TPE bieten durch ihre Wiederverwertbarkeit und vielseitige Einsatzmöglichkeiten eine umweltfreundliche und praktische Alternative zu herkömmlichem Gummi.

Alternative 3: Gummi mechanisch bearbeiten

Die mechanische Bearbeitung ermöglicht es, Gummi ohne Schmelzverfahren in nutzbare Formen zu bringen. Diese Methode eignet sich besonders für Einzelteile oder Kleinserien.

Methoden der mechanischen Bearbeitung

  1. Schneiden und Zerkleinern: Verwenden Sie spezialisierte Maschinen wie Schreddern oder Granulatoren, um Gummi in kleinere Stücke zu zerkleinern. Diese Maschinen sind darauf ausgelegt, die zähen und elastischen Eigenschaften des Gummis effizient zu überwinden.
  2. Fräsen und Drehen: Nutzen Sie CNC-Fräsen und -Drehen für präzise Bearbeitungen. Diese computergesteuerten Maschinen setzen exakte Anweisungen aus digitalen Entwürfen um.
  3. Bohren und Schleifen: Spezielle Werkzeuge ermöglichen präzises Bohren und Schleifen, ohne das Material zu verformen.

Herstellung und Weiterverarbeitung

  1. Materialvorbereitung: Reinigen Sie den Gummi gründlich. Reinigungsmittel wie Alkohol oder Nitroverdünnung sind hilfreich.
  2. Bearbeitung und Formgebung: Wenden Sie diverse mechanische Verfahren an. Maschinen wie Drehbänke, Fräsen und Laserschneider kommen zum Einsatz.
  3. Veredelung: Nach der groben Bearbeitung können Feinschliffe vorgenommen werden, um präzise Kanten und glatte Oberflächen zu erzielen.
  4. Endmontage und Verbindung: Bearbeitete Gummiteile können durch Kleben oder mechanische Verbindungen zu komplexeren Bauteilen zusammengefügt werden.

Vorteile der mechanischen Bearbeitung

  • Flexibilität: Schnell anpassbare Modifikationen sind insbesondere in Entwicklungs- und Testphasen von Vorteil.
  • Präzision: CNC-Techniken ermöglichen exakte und wiederholbare Ergebnisse.
  • Vielfalt: Verschiedene Bearbeitungsmethoden bieten zahlreiche Möglichkeiten zur Erfüllung individueller Anforderungen.

Die mechanische Bearbeitung von Gummi stellt somit eine flexible und präzise Alternative dar, insbesondere bei speziellen Anforderungen und kleinen Produktionsmengen.

Alternative 4: Gummi kleben

Das Kleben von Gummi ermöglicht es, verschiedene Gummistücke oder Gummi mit anderen Materialien dauerhaft zu verbinden. Wichtig ist die Verwendung spezieller Gummiklebstoffe und die ordnungsgemäße Vorbereitung der Oberflächen.

Vorbereitung der Oberfläche

Stellen Sie sicher, dass die zu klebenden Oberflächen sauber, trocken und fettfrei sind. Reinigungsmittel wie Alkohol oder Nitroverdünnung entfernen effektiv Schmutz, Staub sowie Öl- und Fettanhaftungen.

  • Oberflächen anrauen: Rauhen Sie die Klebeflächen leicht mit Sandpapier an, um die Haftung zu verbessern.
  • Primer verwenden: Tragen Sie bei Bedarf einen Haftvermittler (Primer) auf und lassen Sie diesen antrocknen, um die adhäsiven Eigenschaften zu erhöhen.

Auswahl des Klebstoffs

Für die Verklebung von Gummi kommen verschiedene Klebstoffe in Frage:

  • Zwei-Komponenten-Kleber: Ideal für starke und dauerhafte Verbindungen von Gummi mit anderen Materialien.
  • Sekundenkleber (Cyanacrylat): Geeignet für kleinere Reparaturen und die Verbindung von Gummi mit Materialien wie Stein, Papier, Metall und Holz.

Klebstoffauftrag und Verbindung

  1. Klebstoffauftrag: Tragen Sie den Kleber gemäß den Herstellerangaben auf die vorbereiteten Oberflächen auf. Zwei-Komponenten-Kleber sollten richtig gemischt und auf beide Klebeflächen aufgetragen werden. Sekundenkleber wird nur auf eine der beiden Oberflächen aufgetragen.
  2. Zusammenfügen der Teile: Fügen Sie die Klebeflächen unmittelbar nach dem Klebstoffauftrag zusammen und drücken Sie sie fest aneinander, um Luftblasen zu vermeiden.

Aushärtung und Nachbearbeitung

Lassen Sie die verklebten Teile gut aushärten. Beachten Sie die vom Hersteller empfohlene Aushärtezeit, die je nach Klebstoff variieren kann. Velängern Sie die Fixierungszeit bei größeren oder komplexeren Verklebungen.

Durch die korrekte Auswahl des Klebstoffs und die ordnungsgemäße Vorbereitung der Oberflächen erzielen Sie eine starke und dauerhafte Verbindung, die den Anforderungen Ihrer Anwendung entspricht. Achten Sie darauf, alle Sicherheits- und Anwendungshinweise der Klebstoffhersteller zu beachten, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Artikelbild: Kpattida/Shutterstock