Hvad er gummi? Naturlige vs syntetiske elastomerer, kvaliteter og købsspecifikationer

Spørg tre personer, hvad gummi er, og du får tre forskellige svar: et træ i Sydøstasien, dækket på en bil og en streg på en tegning, der siger 70 Shore A, sort. Alle tre er korrekte, og kløften mellem dem er der, hvor de fleste sourcing-argumenter begynder.

Hvad gummi egentlig er

Gummi er en elastomer: et polymernetværk, der deformeres under belastning og springer næsten helt tilbage, når belastningen er fjernet. Den genvindelige strækning er den definerende egenskab. Farve, hårdhed og pris følger alle af kemien under den.

Naturgummi er cis-1,4-polyisopren høstet fra Hevea brasiliensis. Syntetisk gummi polymeriseres af monomerer som butadien, styren, isopren, chloropren, ethylen og propylen, med fluor eller silicium i specialkvaliteter. Begge ruter ender på samme sted: en rå polymer med en Mooney-viskositet og næsten ingen brugbar styrke, før den er sammensat og hærdet.

Den praktiske konsekvens er, at gummi er en familie, ikke et materiale. To dele, begge beskrevet som sort gummi, kan afvige med 60 point af hårdhed, med 150 C varmebestandighed og med en faktor på fire i pris pr. kilogram.

Naturgummi: Fra latex til balle

Naturgummi begynder som latex, en mælkeagtig suspension af omkring 30 til 40 procent gummikulbrinte tappet fra barken af modne Hevea-træer. Latexen koaguleres med myresyre eller eddikesyre, presses til plader eller krumme og tørres, inden den presses i baller.

Hvordan den karaktergivning sker, afgør, hvad du rent faktisk modtager. Ribbede røgede plader holder høj grøn styrke og byggeklæbeevne, hvilket betyder noget for at bygge store dele i hånden. Teknisk specificerede gummikvaliteter, såsom TSR 10 eller TSR 20, sælges mod grænser for snavs, aske, nitrogen og flygtige stoffer og mod et Mooney-viskositetsvindue.

• Mooney viskositet og, endnu vigtigere, lot-to-lot spredt rundt om det
• Indhold af snavs og aske, som begge forstyrrer kønsortspredningen
• Flygtige stoffer, som ændrer vejenøjagtigheden på små ingredienser
• Plasticitetsbevarelsesindeks, en hurtig indikator for ældningsmodstand

Naturgummi vinder sin plads gennem trækstyrke, rivebestandighed, udmattelseslevetid og klæbeevne. Dens grænser er lige så klare: den svulmer op i olier og brændstoffer, revner under ozon og ældes hurtigt over ca. 90 C i kontinuerlig drift.

Syntetisk gummi: Vælg kemien først

Syntetisk gummi fremstilles ved at polymerisere petroleumsafledte monomerer, og den kontrol er hele pointen: du kan specificere olieresistens, ozonresistens eller en 200 C driftstemperatur, som naturgummi aldrig vil nå.

Inden for en familie er karakteren en urskive. I NBR afgør indholdet af acrylonitril balancen: omkring 18 procent holder fleksibiliteten ved lav temperatur, mens 45 procent maksimerer oliemodstanden på bekostning af kold ydeevne. Angiv ACN-båndet, ikke kun ordet nitril.

EPDM er en god illustration af, hvordan kemi udmønter sig i en lagervare. Den samme polymer, der forsegler en bildør, sendes også som en vejr-vendt plade til tagdækning, damforinger og industrielle måtter.

EPDM gummiplade til udendørs tætning og beskyttelse Vejr-, ozon- og ældningsbestandig gummiplade velegnet til tagdækning, damforinger, tætninger og beskyttelsespuder, hvor lang udendørs eksponering forventes. Se produkt →

For en sammenligning på dataniveau af olie-, varme-, vejr- og slidpræstationer på tværs af disse familier, er denne opdeling af egenskaber af syntetisk gummi er et nyttigt referencepunkt, før du fikser en forbindelse.

Proceskæden: Bland, form, hærd

Hver gummidel, fra en 2 mm O-ring til et 15 mm transportbåndsdæksel, passerer gennem tre trin: bland blandingen, form den, og hærd den derefter. De fleste kvalitetsproblemer afgøres i den første fase og først opdages i den tredje.

Gummi Banbury-maskine til ensartet blandingsblanding Hydraulisk styret mixer med optimerede rotorer til at sprede gummiblandinger, velegnet til dæk-, slange-, tætnings- og skoproduktion, hvor ensartet blanding understøtter nedstrømsbehandling. Se produkt →

I pladeproduktion er formningstrinnet, hvor tykkelsestolerance og overfladefinish vindes. En tre-valskalender giver et mere stabilt ark end en to-valsenhed, når massen er stiv, fordi den ekstra passage udligner målevariationen, før arket forlader det sidste vals.

Tre-rullet gummikalender til pladebelægning PLC-styret kalander med borede ruller til kontinuerlig gummipladebelægning og ren pladekalandrering, hvor stabil tykkelse og overfladefinish betyder noget. Se produkt →

Læsning af en gummispecifikation uden at blive narre

En gummispecifikation er kun meningsfuld, når hårdhed, trækstyrke, forlængelse, kompressionssæt og teststandarden optræder sammen. Ethvert enkelt tal kan opfyldes af en forbindelse, der fejler i drift.

Linjeforklaringer hjælper med at lukke dette hul. En betegnelse i stil med ASTM D2000 eller ISO 3302 binder hårdhed, trækstyrke og varmeældning til én kode, så en leverandør kan ikke stille og roligt erstatte en 60 Shore A-blanding med den 70 Shore A NBR, du godkendte.

Matchende gummi til applikationen

Start med det miljø, delen vil leve i, så den mekaniske pligt, så prisen. Den ordre forhindrer det mest almindelige resultat: en blanding, der er billig, nem at støbe og fejler i måned otte.

• Temperatur, både kontinuerlig og peak, inklusive rengøringscyklusser
• Kontaktmedier: olie, brændstof, vand, damp, ozon, mad, desinfektionsmidler
• Statisk eller dynamisk drift og antallet af forventede cyklusser i løbet af livet
• Belastning og kompression, plus det sæt, der kan tolereres
• Lovmæssige grænser: flamme, elektrisk, fødevarekontakt, begrænsede stoffer

Fejltilstande peger direkte tilbage til den sammensatte beslutning. Hærdning og fine revner betyder normalt varmeældning. Overfladerivning på en ubelastet udendørs del betyder normalt ozon. Hævelse, blødgøring og styrketab betyder normalt, at oliemodstanden var forkert. En tætning, der forbliver flad, efter at belastningen er fjernet, viser kompressionsindstilling, ikke en støbedefekt.

Hvor applikationen er gulvbelægning, måtter eller generel beklædning frem for en støbt tætning, ankommer massen normalt som en færdig plade, og købsbeslutningen handler om overflademønster og tykkelse. Den sortiment af gummiprodukter viser, hvordan disse kvaliteter er grupperet efter industri, hvilket er et hurtigere udgangspunkt end et polymernavn.

Ofte stillede spørgsmål

Er gummi en plastik?

Nej. Plast er normalt termoplastisk, så det bliver blødt og flyder igen ved opvarmning. Gummi er tværbundet under vulkanisering, så det vil ikke smelte og flyde tilbage; skubbet langt nok forringes det i stedet. Termoplastiske elastomerer opfører sig som gummi og behandler som plast, men almindelig hærdet gummi er en anden materialeklasse.

Hvad er forskellen mellem naturlig og syntetisk gummi?

Naturgummi kommer fra Hevea latex og tilbyder høj trækstyrke, rivebestandighed og byggeklæbeevne, men dårlig olie- og ozonbestandighed. Syntetisk gummi er polymeriseret af monomerer og kan konstrueres til olie-, varme-, ozon- eller kemikalieresistens, normalt til en højere pris pr. kilogram og med lavere klæbeevne.

Hvor hårdt kan gummi være?

De fleste industrielle forbindelser sidder mellem 40 og 90 Shore A. Under 40 Shore A opfører materialet sig som en blød gel eller svamp; over 90 Shore A, polyurethan eller en ingeniørplast er normalt det bedre svar. Ebonit, et stærkt tværbundet hårdt gummi, måles på Shore D-skalaen.

Hvorfor fejler en gummidel før dens normerede levetid?

I de fleste tilfælde var forbindelsen acceptabel, men miljøet var underspecificeret: et oliestænk, et rengøringsmiddel, et ozonrigt hjørne af anlægget eller en højere kontinuerlig temperatur end databladet antog. Bekræft den reelle servicetemperatur og kontaktmediet, og kontroller derefter kompressionssættet og trækfastholdelsen igen efter ældning.