UV-beständige Silikonkautschukprodukte

In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die Widerstandsfähigkeit von Silikonkautschukprodukten gegen UV-Licht.

Was ist UV-Strahlung?

Ultraviolette (UV) Strahlen gehen am häufigsten von der Sonne aus, können aber auch von einigen Lampen und Lasern erzeugt werden.

Gummimaterialien können durch ständige Einwirkung von UV-Strahlung beeinträchtigt werden, da diese die Molekularstruktur des Materials beeinträchtigt, was zu dessen Zerfall oder Zersetzung führt. In natürlichen und synthetischen Polymeren wie einigen Kautschuken können sowohl physikalische als auch chemische Veränderungen auftreten, die dazu führen, dass sie reißen, an Flexibilität verlieren, schwächer werden, verblassen und schließlich sogar zerfallen.

Das Ausmaß einer möglichen Verschlechterung durch UV-Einwirkung hängt davon ab, ob das Teil teilweise oder ständig der Sonne ausgesetzt wird. Für Innenanwendungen sind UV-beständige Materialien in der Regel nicht erforderlich.

Obwohl die Wellenlänge der UV-Strahlen 100 – 400 nm beträgt, bilden UVA-Strahlen mit einer Wellenlänge von 315 – 400 nm den größten Teil der Strahlung, die die Erde erreicht. UV-Strahlung schadet der menschlichen Gesundheit und verursacht Hautkrebs, Sonnenbrand und Schäden am Immunsystem. Da UV-Strahlung für den Menschen schädlich ist, wirkt sie sich leider auch schädlich auf Elastomere aus.

Wie wirkt sich die Sonne auf Silikonkautschuk aus?

Die Sonne sendet UV-Strahlung aus, die die Eigenschaften von Silikonkautschuk beeinträchtigt. Die UV-Strahlen greifen Gummi molekular an, schwächen und brechen die Monomerketten. Daher behindert die Strahlung den Polymerisationsprozess.

Zu den Auswirkungen der Sonne auf Silikonkautschuk zählen Verlust der Flexibilität und Elastizität, Rissbildung, Zerfall und Moosverlust. Zu den weiteren Produkten der Sonne auf Silikonkautschuk zählen Farbverblassung und -verschlechterung.  

Wie wirkt sich UV-Licht auf physikalische und chemische Veränderungen in Gummi aus?

Abhängig von seiner Molekülstruktur kann es bei der Zersetzung von Gummi entweder hart oder weich werden. UV-Licht verändert die chemischen Eigenschaften von Silikonkautschuk bei einem Kettenhärtungs- oder Kettenspaltungsprozess.

Zur Kettenverhärtung kommt es, wenn sich die durch UV-Licht und Sauerstoff erzeugten freien Radikale verbinden und neue Vernetzungen bilden. Diese Vernetzungen verringern dann die Flexibilität des Silikonkautschuks und führen zu einer Aushärtung. Der Kettenhärtungsprozess ist für Nitrilkautschuk und Styrol-Butadien-Styrol charakteristisch. Diese Arten von Silikonkautschuk entstehen durch den Vernetzungsprozess, bei dem Polymerketten ein einzelnes Molekül bilden.

Andererseits findet der Kettenspaltungsprozess in Silikonkautschukmischungen statt, die durch Polymerisation entstehen. Durch diesen Prozess wird das Silikonkautschukmaterial allmählich abgebaut und weicher. Bei der Polymerisation werden mehrere Monomere miteinander verbunden, um ein Polymer zu erzeugen.

Was ist UV-beständiger Gummi?

UV-beständiger Gummi ist ein Silikonkautschukmaterial, das gegen die Einwirkung von ultraviolettem (UV) Licht, einschließlich Sonnenlicht, beständig ist. Die Einwirkung von UV-Strahlung beeinflusst jedoch die molekulare Struktur von Polymeren und führt zu deren Abbau oder Abbau. Infolgedessen verblassen diese Materialien, verlieren an Flexibilität und zerfallen.

Dennoch behält UV-beständiger Silikonkautschuk bei Einwirkung von UV-Licht seine mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit, Härte und Elastizität. Allerdings ist unbedingt zu beachten, dass nicht alle Arten von Silikonkautschuk UV-beständig sind.

Was sind die Vorteile von UV-beständigem Gummi?

Witterungsbeständigkeit: UV-beständiges Gummi ist für den Außenbereich geeignet, da es UV-Licht und Ozoneinwirkung widerstehen kann. Folglich verlieren sie im Freien nicht an Form, Elastizität oder mechanischen Eigenschaften.

Haltbarkeit: Die widerstandsfähigen Eigenschaften von UV-beständigem Gummi machen sie langlebig. Daher sparen Dichtungen aus UV-beständigem Gummi auf lange Sicht Kosten, da sie lange halten, ohne zu verschleißen oder zu reißen.

Thermische Stabilität: UV-beständiger Gummi ist auch hochtemperaturbeständig. Da es verschiedene Arten von UV-beständigem Gummi gibt, ist ihre thermische Stabilität unterschiedlich. Dennoch sind sie alle für Hochtemperaturanwendungen geeignet.

Rückpralleigenschaften: UV-beständiger Gummi hat auch eine ausgezeichnete Zugfestigkeit und Druckfestigkeit. Daher haben sie Rückpralleigenschaften, nachdem sie Druckverformungsresten ausgesetzt wurden.

Silikonkautschuk wird häufig als UV-beständiger Werkstoff verwendet

Silikon ist ein weiterer UV-beständiger Synthesekautschuk. Diese Art von Elastomer ist vielseitig und weist Eigenschaften wie Ozon- und Sauerstoffbeständigkeit, Alterungs- und Hochtemperaturbeständigkeit auf. Silikon funktioniert gut bei hohen und niedrigen Temperaturen. Das Material widersteht Temperaturen zwischen -55 °C und 204 °C. Weitere Eigenschaften von Silikon sind seine thermische und elektrische Isolierung, hohe Zugfestigkeit und Beständigkeit gegen Druckverformung.

Silikon wird häufig zur Herstellung von O-Ringen, Dichtungen, Produkten in Lebensmittelqualität und Outdoor-Produkten verwendet.

Wenn Sie Silikonkautschukprodukte benötigen, die UV-beständiger sind. Sie können etwas UV-beständiges Material hinzufügen. Diese Art von Silikonmaterial ist teurer als das ursprüngliche Silikonmaterial. Aber die UV-Beständigkeit ist besser.

Werfen wir daher einen Blick auf andere Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt, bevor wir uns für UV-beständigen Silikonkautschuk entscheiden.

Grad der Exposition

Das ständige Aussetzen Ihres Gummis in der Sonne ist etwas anderes als gelegentliches Aussetzen. Der Grad der Belichtung ist entscheidend für die Bestimmung des besten UV-beständigen Silikonkautschuks für Ihre Anwendung.

Dicke des Silikonkautschuks

Nicht alle Arten von UV-beständigem Silikonkautschuk sind in der gleichen Dicke erhältlich. Wenn Sie für Ihre Anwendung einen viel dickeren Gummi benötigen, müssen Sie einen auswählen, der Ihren Spezifikationen entspricht.

Härte

Die Härte wird auch Shore-Härte genannt. Silikonkautschuke mit kleinen Durometern sind nicht so hart wie solche mit einem größeren Durometerbereich. Vor der Auswahl eines UV-beständigen Silikonkautschuks muss jedoch unbedingt die Härte berücksichtigt werden, da diese Eigenschaft für Druck- und Kompressionsanwendungen erforderlich ist.

Es ist wichtig zu beachten, dass verschiedene Skalen die Härte von Gummimaterialien messen. Beispielsweise misst die Shore-A-Härteskala die Härte von Silikonkautschuk. Die Messung reicht von weich und flexibel bis komplex ohne Flexibilität.

Temperatur

Jeder UV-beständige Gummi hat einen bestimmten Temperaturbereich. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines UV-beständigen Gummis die Temperatur Ihrer Anwendung und den Temperaturbereich des Gummis. Wenn die Temperatur Ihrer Anwendung den von Ihnen gewählten Gummibereich überschreitet, schmilzt der Gummi und verbrennt. Von allen UV-beständigen Kautschuken hat Silikon den höchsten Temperaturbereich – 40 bis +250 Grad.

Ölbeständigkeit

Obwohl nicht alle Anwendungen Öl erfordern, ist es dennoch wichtig, die Ölbeständigkeit Ihres UV-beständigen Silikonkautschuks zu berücksichtigen. Dies liegt daran, dass Öl Gummi stark angreifen kann. Ölbeständige Silikonkautschuke sind jedoch besonders in der Automobilindustrie nützlich. Beispiele für ölbeständigen Gummi sind Neopren und Viton.

Abriebfestigkeit

Erfordert Ihre Anwendung mechanische Einwirkung, einschließlich Schaben oder Reiben? Wenn ja, ist die Wahl von UV-beständigem Silikonkautschuk mit hervorragenden abriebfesten Eigenschaften von entscheidender Bedeutung. Es ist jedoch unbedingt zu beachten, dass nicht alle Gummiarten über die gleiche Abriebfestigkeit verfügen.

Säurebeständig

Obwohl nicht alle Anwendungen Säuren erfordern, ist es wichtig, die Säurebeständigkeit zu berücksichtigen, bevor man sich für einen UV-beständigen Silikonkautschuk entscheidet. Denn Säure greift fast alle Arten von Silikonkautschuk an. Und wenn Ihre Anwendung stark saure Lösungen erfordert, berücksichtigen Sie immer die Gummibeständigkeit. Viton ist beispielsweise beständig gegen einige ätzende Chemikalien, jedoch nicht immun gegen Ethylether und Aceton.

Fazit

UV-Strahlen haben verheerende Auswirkungen auf Gummi. Das Licht verursacht physikalische und chemische Veränderungen, einschließlich eines Massenverlusts. UV-beständiges Gummi hält jedoch den Witterungseinflüssen stand. Daher können Sie sie im Außenbereich verwenden. Silikon, EPDM und Viton gehören zu den besten UV-beständigen Gummis auf dem Markt. Bevor Sie ein Gummimaterial auswählen, das für Ihre Anwendung geeignet ist, sollten Sie die Härte, Abrieb-, Öl- und Säurebeständigkeit berücksichtigen.

Weiterführende Literatur