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Kautschukvulkanisation mit Schwefel - Technische Durchführung

Technische Durchführung der Schwefelvulkanisation I

Fester Kautschuk

Das Ausgangsmaterial "Rohkautschuk" liegt meist in Ballen mit 30 kg vor. Auch Kautschuk-Pulver, -Krümel oder -Granulate werden eingesetzt.

Naturkautschuk wird erst durch Mastikation (lateinisch masticare = kauen) weich gemacht. Man versteht darunter einen Abbau der Polymerketten durch mechanische Kräfte, die ein Zerreißen der Kautschukmoleküle unter Bildung von Makroradikalen bewirken. Deren Rekombination wird durch die Reaktion der Bruchstücke mit Luftsauerstoff verhindert. Als Hilfsmittel werden aromatische oder heterocyclische Mercaptane (z.B. Pentachlorthiophenol) eingesetzt, die die Bildung der Primärradikale begünstigen. Durch den Mastikationsprozess wird die Viskosität des Kautschuks verringert. Gleichzeitig mit dem Weichmachen können Hilfs- und Zusatzstoffe eingearbeitet werden. Dies erfolgt in Mischwalzen und Knetern.

Abb.1
Pentachlorthiophenol

Die Mischungen von Kautschuk und Zusätzen werden zu Halbzeugen ausgeformt. Das findet z.B. auf dem Kalander statt ("Walzfelle", Platten, Belegen von Gewebe), auf Spritzmaschinen (Profile, Bänder, Schläuche) oder in Pressen, in denen Formgebung und Vulkanisation meist in einem Verfahrensgang erfolgen.

Die Heißvulkanisation wird technisch bei 120 bis 160 °C diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt. In kontinuierlichen Verfahren wird die Kautschuk-Mischung z.B. direkt in einen Heißluftkanal extrudiert. Bei der Ultra-Hoch-Frequenz-Vulkanisation (UHF-Vulkanisation) passieren die Kautschuk-Extrudate einen Vulkanisationstunnel, in dem sie mit Mikrowellen aufgeheizt werden. Die Kautschukmischungen werden auch gelegentlich in heiße Flüssigkeitsbäder extrudiert (Liquid-Curing-Medium, LCM-Verfahren). Salzbäder (Schmelzen aus ca. 50 % KNO3, 40 % NaNO2 und 10 % NaNO3) erlauben das Arbeiten bei 210 bis 230 °C.

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