Qualitätsprüfung von Gummimaterialien

Gewährleistung der Integrität von Gummiprodukten

Gummimaterialien und -produkte müssen strenge Qualitätsstandards einhalten, die Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul, Dehnung und Alterungsbeständigkeit umfassen. Diese Parameter sind für Gummiprodukte, die in Hochpräzisionsanwendungen eingesetzt werden, von entscheidender Bedeutung.

Behörde: Ausschuss für Gummiprodukte

In den Anfängen der Gummientwicklung in China wurde das Rubber Products Committee gegründet. Es fungiert als wichtiges Gremium, das für die Forschung und Entwicklung von Kautschuk, akademische Studien und die Qualitätsüberwachung verantwortlich ist.

1. Lösungsmittelquelltest (Medienbeständigkeit)

Ziel und Verfahren

Dieser Test identifiziert Gummitypen durch Messung von Gewichts- und Härteänderungen nach dem Eintauchen in ein Lösungsmittel.

Methode

Dem fertigen Produkt werden Proben entnommen und für eine festgelegte Dauer bei einer bestimmten Temperatur in ein ausgewähltes Medium (oder eine Kombination von Medien) eingetaucht. Anschließend werden die Proben gewogen und die Härte geprüft. Anhand von Gewichts- und Härteänderungen wird dann auf die Art des Materials geschlossen.

Beispiel: Eintauchen in 100°C heißes Motoröl für 24 Stunden.

• Minimale Änderungen: NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk), FKM (Fluorkohlenstoff-Kautschuk) und CR (Chloropren-Kautschuk) weisen minimale Änderungen in Masse und Härte auf.

• Signifikante Änderungen: NR (Naturkautschuk), EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk) und SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk) weisen Massenzuwächse von über 100 %, erhebliche Härteänderungen und erhebliche Volumenausweitung auf.

Nach der Medienprüfung können wir thermische Alterungstests durchführen, um festzustellen, welche Materialien im Produkt enthalten sind.

2. Heißluftalterungstest

Beschleunigte Abbauanalyse

Dieser Test projiziert das langfristige Materialverhalten durch kontrollierte thermische Oxidation.

Methode

Proben des fertigen Produkts werden in einer Alterungskammer für eine bestimmte Zeit bei erhöhten Temperaturen gealtert. Nach der Alterung werden die Proben auf Veränderungen untersucht. Der Test kann stufenweise durchgeführt werden, wobei die Temperatur schrittweise erhöht wird.

Beispiel:

• 150 °C: CR (Chloroprenkautschuk), NR (Naturkautschuk) und SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk) werden spröde. NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk) und EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk) behalten eine gewisse Elastizität.

• 180°C: Standard-NBR wird spröde.

• 230 °C: HNBR (hydrierter Nitril-Butadien-Kautschuk) wird spröde, während FKM (Fluorkarbonkautschuk) und Silikonkautschuk ihre Elastizität behalten.

Wenn man die Veränderung des Materials mit der Hitze vergleicht, hilft die Entflammbarkeit bei der Bestimmung der Polymerklasse.

3. Brennmethode

Qualitative Analyse mittels Verbrennung

Die Beobachtung der Verbrennungseigenschaften gibt Hinweise auf die Gummizusammensetzung.

Verfahren

Eine kleine Probe wird im Freien verbrannt und ihr Verhalten genau beobachtet.

Beobachtungen:

• Selbstverlöschende Materialien: FKM (Fluorkautschuk) und CR (Chloroprenkautschuk) neigen dazu, selbstverlöschend zu sein, sobald die Zündquelle entfernt wird. Wenn sie brennen, ist die Flamme typischerweise kleiner als die von NR (Naturkautschuk) oder EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk).

• Detaillierte Untersuchung: Eine sorgfältige Beobachtung des Brennzustands, der Flammenfarbe und des Geruchs kann die Analyse weiter verfeinern. Beispielsweise können NBR/PVC-Mischungen stotternde Flammen aufweisen (als ob Wasser vorhanden wäre), bei Entfernung der Zündquelle selbst erlöschen und einen dichten Rauch mit saurem Geruch erzeugen.

Hinweis: Auch halogenfreie Flammschutzmittel können ein selbstverlöschendes Verhalten bewirken. Zur endgültigen Identifizierung können zusätzliche Tests erforderlich sein.

Sobald die Entflammbarkeitsklasse festgelegt ist, bestimmen wir die Dichte des Gummis mithilfe einer Dichteprüfung.

4. Dichtemessung

Bestimmung der Materialklasse anhand der Dichte

Dieser Test ist eine zuverlässige Möglichkeit, Materialien nach ihrem Gewicht zu klassifizieren.

Methode

Zum Einsatz kommt eine elektronische Waage oder Analysenwaage mit einer Genauigkeit von 0,01 Gramm. Außerdem werden ein Becher Wasser und ein feiner haarähnlicher Faden benötigt.

Anleitung:

• Hohe Dichte: FKM (Fluorkarbonkautschuk) hat typischerweise die höchste Dichte und übersteigt 1,8. CR (Chloroprenkautschuk) hat oft eine Dichte über 1,3. Materialien mit hoher Dichte können die Materialklasse dieser Polymere stark unterstützen.

Auch über die Glasübergangstemperaturen können wir viel sagen. Kommen wir zur Bestimmung des Glasübergangs, indem wir den Gummi kalten Temperaturen aussetzen.

5. Niedertemperaturtest

Glasübergang verstehen

Dieser Test kann den Glasübergang von Materialien und die darin enthaltenen Materialien erkennen.

Methode

Die Proben werden in eine geeignete Umgebung mit niedriger Temperatur getaucht, die mit Trockeneis und Alkohol erzeugt wird. Nach einer Einweichzeit von 2–5 Minuten werden die Härte und Flexibilität der Proben bei der gewählten Temperatur beurteilt.

Beispiel:

• -40 °C: Im Vergleich zu Silikonkautschuk und FKM (Fluorkarbonkautschuk) bleibt Silikonkautschuk relativ weich, während beide eine gute Hochtemperatur- und Ölbeständigkeit aufweisen. Tieftemperatureigenschaften können die Natur des Polymers weiter verdeutlichen.

Bei Materialeigenschaften ist es wichtig, die Eigenschaften zu bestimmen. Hier finden Sie eine Zusammenfassung des Verständnisses von Gummi mit Härteprüfgeräten sowie niedrigen und hohen Temperaturen.

Fazit: Umfassende Materialanalyse für Gummiprodukte

Qualitätskontrolle ist von entscheidender Bedeutung

Jede Analyse ist nützlich, um Erkenntnisse über Gummimaterialien zu gewinnen. Dieses Wissen bestätigt, dass das Produktdesign beibehalten wurde.

Alle Tests sind entscheidend für die richtigen Designs von Elektrokabeln. Sichere, zuverlässige Qualität kann durch Qualitätsprüfung gemessen werden.