Vulkanisierung

Die Vulkanisierung ist ein irreversibler Prozess, bei dem das Polymer durch chemische Veränderung weniger plastisch wird, seine elastischen Eigenschaften annimmt oder verbessert und eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Aufquellen beim Kontakt mit organischen Verbindungen entwickelt.

Die Vulkanisierung wurde 1839 von Charles Goodyear entdeckt. Goodyear entwickelte einen Vulkanisierungsprozess für Gummi unter Verwendung von Schwefel und basischem Bleicarbonat. Er fand heraus, dass sich beim Erhitzen einer Mischung aus Kautschuk, Schwefel und Bleicarbonat der plastische Kautschuk in elastisches Gummi umwandelt. Er entdeckte also die Fähigkeit des Gummis, sich bei hohen Temperaturen mit dem Schwefel zu verbinden und in ein Produkt mit besseren mechanischen und physikalischen Merkmalen als der Naturkautschuk zu verwandeln und seine elastischen Eigenschaften spürbar zu verbessern.

Die meisten Gummiprodukte werden nach erfolgter Herstellung der Vulkanisierung mit hohen Temperatur- und Druckwerten unterzogen. Die Teile werden entweder in Formen gefüllt und in hydraulischen Pressen vulkanisiert oder aber durch innere oder äußere Einwirkung von Dampfdruck.

Die Vulkanisierung ist ein von Zeit und Temperatur abhängiger Prozess: Die Vulkanisationsgeschwindigkeit steigt mit steigender Temperatur. Der Ansatz, eine höhere Temperatur zu verwenden, um die Vulkanisierungszeiten zu reduzieren, hat jedoch seine Grenzen: Die vulkanisierten Produkte können in der Tat durch die Einwirkung zu hoher Temperaturen beschädigt werden, und es kommt zur sogenannten Reversion, d.h. zum Abbau der Schwefelbrücken mit nachfolgender Erweichung und entsprechendem Elastizitätsverlust.

Je nach Vulkanisierungsverfahren, Form und Dicke des Produkts können die Vulkanisierungstemperaturen zwischen der Umgebungstemperatur und circa 300°C liegen, während die Zeiten von wenigen Sekunden bis zu mehreren Stunden variieren.