Die Vulkanisation ist ein Verfahren, bei dem roher Kautschuk durch Erhitzen mit Schwefel oder Schwefeldichlorid verbessert wird, um seine mechanischen Eigenschaften zu erhöhen. Während dieses Prozesses werden Katalysatoren wie 2-Mercaptobenzothiazol oder Tetramethylthiuramdisulfid verwendet, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Üblicherweise werden 1,8 % bis 2,5 % Schwefel eingesetzt, und die Prozesstemperatur sollte zwischen 120 °C und 160 °C liegen.
Schwefel bildet Querverbindungen zwischen den Kautschukmolekülen und verleiht dem Material Elastizität. Nach der Vulkanisation verliert der Kautschuk seine plastikähnlichen Eigenschaften und wird flexibler und widerstandsfähiger. Der auf diese Weise erzeugte Kautschuk ist beständiger gegen Risse und zeigt eine hohe Widerstandsfähigkeit unter ungünstigen Witterungsbedingungen.
Mit der Zeit werden die Schwefelbrücken durch Sauerstoffbrücken ersetzt, was zu sichtbaren Veränderungen auf der Gummioberfläche führt. Neben der klassischen Schwefelvernetzung bei der Vulkanisation werden auch alternative Methoden wie Peroxide und Metalloxide eingesetzt. Metalloxide werden insbesondere bei bestimmten synthetischen Materialien wie Chloropren-Kautschuk bevorzugt.
Bei der Vulkanisation von Chloropren-Kautschuk werden Metalloxide wie MgO, ZnO und manchmal auch PbO eingesetzt. Diese Stoffe beeinflussen während des Prozesses die Umgebungstemperatur und unterstützen die Vernetzung der Kautschukmoleküle. Da herkömmliche Beschleuniger während der Aushärtung Probleme verursachen können, werden Alternativen wie ETU (Ethylenthioharnstoff) verwendet. Da ETU jedoch nachteilige Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben kann, führen Gummihersteller in Europa Forschungsprojekte durch, um sichere Alternativen zu finden.
Abschluss
Die Vulkanisation ist ein entscheidender Prozess zur Verbesserung der Haltbarkeit und Elastizität von Gummiprodukten. Dieser Prozess wird sowohl durch traditionelle als auch durch alternative Methoden optimiert, um den Gesundheits- und Sicherheitsstandards zu entsprechen.
