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Elastomere

Geschichte der Elastomere

Der Ausgangsstoff des Kautschuks, die Latexmilch ist eine Substanz, die von einer Vielzahl tropischer Pflanzen meist im Stamm oder in den Wurzeln gebildet wird. Dieser dünnflüssige Saft entstammt einer Baumart mit dem einheimischen Namen caucho (bei den Kambeba-Indianer heißt caa Holz und ochu Tränen, also caucho bedeutet weinender Baum). Seine Bedeutung für die vitale Funktion der Pflanze ist bis heute nicht vollständig geklärt. Er enthält 0,1-0,5 mm große Kautschuk-Partikel, die durch Koagulation in einen elastischen Feststoff, den Rohkautschuk überführt werden können.

Abb.1
Gummibaum

Chemisch gesehen ist Naturkautschuk ein Poly(1,4-cis-isopren) mit der Bruttoformel (C5 H8 )n . Poly(1,4-trans-isopren) wird als Guttapercha bezeichnet. Die wasserabweisenden Eigenschaften dieses Werkstoffs waren schon vor über 2.500 Jahren den Azteken und Mayas bekannt. Die Europäer entdeckten den Kautschuk erst Mitte des 18. Jahrhunderts im Zuge der Eroberung Südamerikas. Der englische Name "rubber" geht auf den Mechaniker Edward Nairne zurück, der 1770 erkannte, dass sich Kautschuk hervorragend zum Entfernen von Bleistiftstrichen eignet. Die industrielle Fertigung von Kautschuk-Produkten begann 1823 mit der Entdeckung von Thomas Hancock, dass Kautschuk durch Walzen plastisch und leicht verformbar wird. Im Jahre 1839 half Charles Goodyear ein glücklicher Zufall, eine Methode zu entwickeln, das so genannte Vulkanisieren, die aus dem "Plastomer" Kautschuk ein Elastomer werden lässt. Die Vernetzung erfolgt in diesem Fall über Schwefelbrücken. Ohne Beschleuniger und Aktivatoren werden auf 100 Teile Naturkautschuk 8-10 Teile Schwefel verbraucht. Der Vorgang benötigt bei 140 °C 4 bis 5 Stunden. Bei Zusatz eines Aktivators, wie Zinkoxid, verringert sich die Reaktionszeit auf 3 bis 4 Stunden. Werden zusätzlich 1,3-Diphenylguanidin und Stearinsäure zugesetzt, ist die Vulkanisation in 30 Minuten abgeschlossen.

Wegen schwankender Rohstoffpreise für Naturkautschuk war man schon Mitte des 19. Jahrhunderts bestrebt, synthetischen Kautschuk zu entwickeln. Aber erst nach dem 1. Weltkrieg wurde es möglich, hochwertigen Synthesekautschuk in großen Mengen herzustellen. Hierbei wurde Butadien in Gegenwart von Natrium polymerisiert. Der noch heute verwendete Warenname "BUNA" wurde daraus abgeleitet. Durch Emulgation des Butadien mit Styrol und Acrylnitril wurden 1929 die Mischpolymerisate Buna S (SBR) und Buna N (NBR) entwickelt. Heute gibt es eine Vielzahl von gummiartigen synthetischen Polymeren (Elastomeren), zu denen auch Butylkautschuk, Silicon-Kautschuk und Polyurethan gehören. Jährlich werden inzwischen über 16 Mio. Tonnen Kautschuk weltweit hergestellt, davon sind etwa 5 Mio. Tonnen Naturkautschuk. 90 % davon gehen in den Reifensektor.

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