REIFF - Elastomer-Charakteristika

Voraussetzung für einen gleich bleibend hohen Qualitätsstandard ist eine ständige, straffe Mischungskontrolle. Geprüft werden Rohstoffe, Kautschukmischungen und Vulkanisate. Vergleichbare Untersuchungsergebnisse erhält man mit exakt bestimmten Prüfmethoden und Prüfkörpern.
Für Deutschland sind hier die DIN-Vorschriften bindend; ersatzweise zieht man die amerikanischen ASTM-Normen als Maßstab heran. Nachfolgend einige wichtige Prüfverfahren, die – wenn nicht anders angegeben – bei Raumtemperatur erfolgen.

Prüfgeräte
Die Prüfverfahren werden in zerstörungsfreie und zerstörende Prüfverfahren unterteilt.
Die zerstörungsfreien Prüfverfahren werden vornehmlich im Rahmen der Qualitätssicherung in der Produktion als Eingangsfertigungs- und Abnahmeprüfungen angewendet.
Bei den zerstörenden Prüfverfahren wird zwischen mechanischen, technologischen und chemischen Prüfverfahren unterschieden.

Härte ist der Widerstand, den der Gummi dem Eindringen eines harten Körpers entgegensetzt.
Üblicherweise misst man die Härte mit einem Shore-A-Prüfgerät, bei dem eine Kegelstumpfnadel durch eine Feder in die Gummioberfläche gedruckt wird. Je weiter die Nadel in den Gummi eindringen kann – je weicher also der Gummi ist –, desto geringer ist der Zeigerausschlag auf der Messskala, die von 0 Shore A bis 100 Shore A reicht. Ein Härteprüfgerät nach Shore A ist im Bereich von 10-90 Shore A sinnvoll einsetzbar. Bei härteren Mischungen und bei Hartgummi wird dagegen mit einem Gerät nach Shore D gemessen. Es hat eine spitzere Nadel und eine stärkere Feder.

Zugversuch
Dient zur Ermittlung mechanischer Werkstoffeigenschaften unter homogenen, einachsigen
Zugspannungen. Die Bruchdehnung setzt sich aus Gleichmäsdehnung und Einschnürdehnung zusammen; sie hängt vom Werkstoff und der Länge ab.

Zeitschwingversuch
Bei dynamisch beanspruchten Kunststoffen können statische Kurz- und Langzeitkennwerte
nicht mehr zur Dimensionierung herangezogen werden. Das Verhalten der Kunststoffe muss dann bei schwingender Belastung in Zeitschwingversuchen ermittelt werden.

Schlagversuch
Bei stoß- und schlagartiger Beanspruchung sollen Formteile nicht spröde versagen. Die aus Schlagversuchen gewonnenen Kennwerte sind keine Berechnungskennwerte.
Sie haben keine direkte Beziehung zu anderen Werkstoffkennwerten, man kann sie nicht auf beliebige Formteile übertragen, kann aber Kunststoffe voneinander unterscheiden.

Druckversuch
Dient zur Ermittlung mechanischer Werkstoffeigenschaften unter homogenen, einachsigen
Druckspannungen.

Torsion
Beim Torsionsversuch wird das elastische Verhalten und das Dämpfungsverhalten der Werkstoffe bei kleiner dynamischer Verdrehbeanspruchung und niedriger Frequenz untersucht.

Härteprüfung
Bei der Härteprufung für Kunststoffe handelt es sich um Eindringhärteprüfungen. Die Eindringtiefen werden dabei – wegen der hohen elastischen Rückfederung – im Gegensatz
zu Metallen, i.a. unter Last nach festgelegten Zeiten ermittelt.

 

Abriebprüfung (DIN 53516)
Zur Ermittlung des Widerstandes von Elastomeren im Hinblick auf den Reibungsverlust mit drehender und fester Probe. Die Prüfung erfolgt an Materialien, die sich abnutzen bzw. verschleißen, wie z.B. Reifen, Riemen, Förderbänder, Schuhsohlen.

Weiterreißwiderstand (DIN 53507 und 53515)
Die Kraft, die ein Vulkanisat mit einer Schnittverletzung dem Weiterreißen entgegensetzt, bezeichnet man als den Weiterreißwiderstand. Er wird in N/mm ausgedruckt und mit einer
Zugprüfmaschine nach zwei alternativen Methoden ermittelt – der „Streifenprobe“ (DIN 53507) und der„Winkelprobe nach Graves“ (DIN 53515).

Rückprall-Elastizität (DIN 53512)
Die Rückprall-Elastizität ist ein Maß zur Beurteilung des Elastizitätsverhaltens von Vulkanisaten bei Stoßbeanspruchung. Sie wird mit einer mechanischen Schwingvorrichtung gemessen: Der hängende Pendelhammer wird um 90° angehoben und anschließend auf die Gummiprobe
fallengelassen. Die Elastizität des Gummis bewirkt, dass der Pendelhammer zurückprallt. Sie wird als Prozentsatz aus dem Verhältnis der gemessenen Rückprallhöhe des Pendels zu seiner Fallhöhe angegeben.

Druck-Verformungsrest (DIN EN ISO1856)
Die Restverformung eines Vulkanisates nach Beendigung einer lang andauernden, konstanten Verformung ist als Druck-Verformungsrest definiert. Dabei wird gemessen, um wie viel sich der zusammengedrückte Probekörper eine gewisse Zeit nach der Entspannung nicht mehr zurückgebildet hat. Die Angabe erfolgt als Prozentsatz aus dem Verhältnis der nicht mehr zurückgebildeten Strecke zur zusammengedrückten Strecke. Die Prüfung wird bei Raumtemperatur, tieferen oder höheren Temperaturen und unterschiedlichen Beanspruchungszeiten durchgeführt. Übliche Messbedingungen sind 72 Std./Raumtemperatur und 24 Std./70°C. Eine andere gängige Bezeichnung für Druck-Verformungsrest ist der „Compression-Set“.

Druck-Verformungsrest (DIN EN ISO1856)
Die Restverformung eines Vulkanisates nach Beendigung einer lang andauernden, konstanten Verformung ist als Druck-Verformungsrest definiert. Dabei wird gemessen, um wie viel sich der zusammengedrückte Probekörper eine gewisse Zeit nach der Entspannung nicht mehr zurückgebildet hat. Die Angabe erfolgt als Prozentsatz aus dem Verhältnis der nicht mehr zurückgebildeten Strecke zur zusammengedrückten Strecke. Die Prüfung wird bei Raumtemperatur, tieferen oder höheren Temperaturen und unterschiedlichen Beanspruchungszeiten durchgeführt. Übliche Messbedingungen sind 72 Std./Raumtemperatur
und 24 Std./70°C. Eine andere gängige Bezeichnung für Druck-Verformungsrest ist der „Compression-Set“.

Heißluftalterung (DIN 53508)
Gummi ist ein reaktionsfähiges, organisches Produkt, das unter dem Einfluss von Sonnenlicht, Wärme, Sauerstoff, Ozon, Feuchtigkeit und energiereicher Strahlung altert. Diese Alterung äussert sich beispielsweise durch Rissbildung oder Versprödung und ist irreversibel. Zur Prüfung der Hitzebeständigkeit beschleunigt man den Alterungsprozess künstlich durch Lagerung in Wärmeschränken. Anschließend vergleicht man die nun vorhandenen Materialeigenschaften (z.B. Härte, Zugfestigkeit, Bruchdehnung usw.) mit denen vor der künstlichen Alterung.

Verhalten gegen Flüssigkeiten, Dämpfe und Gase (DIN 53521)
Vulkanisate, die Ölen, Lösungsmitteln, Säuren, Laugen, Wasserdampf, Gasen oder ähnlichen Kontaktmedien ausgesetzt sind, verändern nach einiger Zeit ihre ursprünglichen
Eigenschaften. Die Aufnahme der Medien und das Herauslösen von Mischungsbestandteilen
aus dem Gummi führen zu einer Quellung, welche die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt. Zur Ermittlung dieser Werteveränderungen setzt man die Vulkanisate eine gewisse Zeit bei bestimmten Temperaturen den Kontaktmedien aus.