Gummi-Elastomere

Der Naturgummi „Kautschuk“ war schon den Indianern bekannt und diente den Hochkulturen Mittelamerikas unter anderem zur Herstellung von Bällen für das traditionelle Pelota-Spiel, eine Art frühkulturelles Basketball. Es war jedoch kein sportlicher Wettbewerb sondern eine kultische Handlung, die in der Nähe von Pyramiden oder Tempeln stattfand. Zwei Mannschaften mit jeweils drei bis fünf Spielern standen sich auf einem Spielfeld gegenüber. Dieses wurde von Mauern mit behauenen Steinen umrandet, so dass das Spielen über Bande möglich war. Ziel war es, den Ball mit Hüfte, Gesäß, Ellenbogen oder Knien durch steinerne Ringe zu befördern, die mittig in den Seitenwänden verankert waren. Archäologen vermuten hinter dem Spiel einen Sonnenritus. Der Ball symbolisierte vermutlich die Sonne, sein Flug den Lauf am Firmament, und dieser sollte niemals enden. Der Ball durfte also nicht den Boden berühren. Misslang dies einem Spieler, hatte seine Mannschaft verloren. Besondere Eigenschaft des Kautschuk-Balls war seine enorme Sprungkraft und Elastizität.

Grundlage für den natürlichen Werkstoff ist damals wie heute der Saft des Kautschukbaums, also Latex. Dieser wird als Naturkautschuk (NR) bezeichnet und hat hervorragende elastische Eigenschaften. Gummibänder können teilweise auf das Zehnfache der Ausgangslänge gedehnt werden. Die industrielle Verwendung elastomerer Kautschuke verdanken wir Charles Goodyear, der 1851 ein Vulkanisationsverfahren zu ihrer Herstellung entwickelte. Er versetzte das Naturprodukt mit Schwefel und konnte damit die elastischen Eigenschaften dauerhaft fixieren. Naturkautschuk schwimmt in Wasser, weist eine hohe Zug- und Reißfestigkeit auf und ist bei Temperaturen zwischen -50 °C und +70 °C dauerhaft einsetzbar. Durch Variation des Schwefelgehalts (bis 2 %) lässt sich die Elastizität einstellen. Hartgummi hat einen hohen, Weichgummi verfügt über einen niedrigen Schwefelanteil. Negativ für die Gebrauchseigenschaften wirkt sich die schlechte Witterungsbeständigkeit des Werkstoffs aus.

Knapp 40 % der gesamten Gummiproduktion werden durch Naturkautschuk abgedeckt. Der Rest sind synthetisch erzeugte Kautschuksorten wie Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR) oder Chloropren-Kautschuke (CR). Sie weisen gegenüber der natürlichen Sorte optimierte Eigenschaftsprofile auf und werden zu einem Großteil für die Herstellung von Reifen verwendet. SBR ist im Vergleich zu NR zwar weniger elastisch aber dafür beständiger gegen mechanischen Abrieb und anwendbar bis zu einer Temperatur von 110 °C. Beiden eigen ist das starke Quellverhalten in Fetten und Mineralölen. Gegenüber SBR und NR weist CR eine höhere Alterungsbeständigkeit auf und ist flammfester. Bei Temperaturen unter 0 °C neigen Chloropren-Kautschuke zur Verhärtung.

Anwendung

Natürliche Elastomere werden in Ballons, Kondomen, Handschuhen und Textilien ebenso verwendet wie in technischen Produkten wie Gummifedern, Membrane oder Motorlager. Die bei Gestaltern und Modellbauern bekannteste Anwendung für das preiswerte SBR ist Moosgummi. Es findet sich außerdem in Fußbodenbelägen wieder und wird zu Dichtringen, Schläuchen und Kabelummantelungen verarbeitet. Die hohe Kältebeständigkeit macht es besonders für Außenanwendungen geeignet. Verwendet werden Chloropren-Kautschuke für Faltenbälge, Dichtungen, Dachbeläge und Schutzbekleidung.

Verarbeitung

Gummimischungen können zu Halbzeugen gepresst, zu Formteilen spritzgegossen oder zu Schläuchen und Rohren extrudiert werden. Die Vulkanisation findet während oder direkt im Anschluss an den Formgebungsprozess statt. Handschuhe werden in Tauchvorgängen erzeugt. Eine zerspanende Bearbeitung von Elastomeren ist auf Grund der starken elastischen Eigenschaften nahezu ausgeschlossen.

Lieferformen

Latex ist als zähflüssige Masse für den Modellbau erhältlich. Die größten Naturkautschukproduzenten sind heute Thailand, Indonesien und Malaysia (Erhebung aus dem Jahr 2005). Synthetische Kautschuke gibt es in den üblichen Halbzeugformen sowie als Schläuche und Schaumstoffe.

Handelsnamen:

NR: SMR-Kautschuke, CrepeSBR: „Buna EM“, „Krylene“, „Krynol“ – Bayer MaterialScience, „Europrene“ – Enichem, „Solflex“ – Goodyear Chemicals, „Neoprene“ – DuPont

CR: „Baypren“ – Bayer MaterialScience, „Breon“, „Hytemp“ – Zeon, „Butaclor“ – Enichem, „Butaprene“ – Firestone Polymers, „Intol“ – International Synthetic