Zwar kann cinigen Nachteilen des Naturkautschuks zu auch bei der Ober g von Kraften sind Gummiwerk nindest zeitweili durch Additive b egegnet werden toffe gefragt:Das Paradebeispiel hierfur sind Zahnricme en abfangen bevor sie en die nicht nur iarmemissione nken Gum imolekule angreifen.das Material aber schutzl angfristig auch die eiten exakter e halten al sich einige der nachteile des gun sind Der vorteil ich hie ntage jedoch schon auf Molekul u.a.in einem geringeren Kraftstoffve stog der Motore Elastomere im Auto mer aus HNBR-Kautschuk erreiche den michte. nicht lange suc Blick in von run 000Ws hzvklen unter cinc 130 ind in Anp denn och i vor Z ragt (ein mag fur das setzverhal nicht nur mit hober Hitz denn diese durch Sch nug sinc um auf digen De nka CR mit vorz grei der Elbe elder die aften des M als igens durct das uch C von A ganze Reihe von ren Werl den oft mi nen ist, hergestellt we beiten.der n Betrieb me ndert Grad heig wird.reicht auch e Ge Di BR). u40 teilen:In die Zcit vor und nach der Entdcckung de an b zderehdhnknsengenol 1903 Bestandigkei e mangelnde Haltbarke Unter der Motorhaube wird Nitrilkautschuk in ver fragt.Zunichst war es jedoch cher der hohe Preis des Na enen Dicht n wie dukts,der das Direktorium der Elberfelder Farbenf. Ringen einge cn.der bis zun 394 2009 Wile lag Co.KGaA We Cher Uns Zet,2009.43.392-406 394 | © 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.chiuz.de Chem. Unserer Zeit, 2009, 43, 392 – 406 Zwar kann einigen Nachteilen des Naturkautschuks zu￾mindest zeitweilig durch Additive begegnet werden. Ein Beispiel hierfür sind Ozonschutzwachse, also Chemikalien, die aggressive Sauerstoffverbindungen abfangen, bevor sie die Gummimoleküle angreifen, das Material aber schutzlos lassen, sobald sie verbraucht sind. Mit Synthesekautschuken lassen sich einige der Nachteile des Gummirohstoffs von der Plantage jedoch schon auf Molekül￾ebene korrigieren. Elastomere im Auto Wer Beispiele für die Performance mo￾derner Hochleistungskautschuke fin￾den möchte, muss nicht lange suchen: Es reicht ein kurzer Blick ins Auto. Scheibenwischer etwa müssen über 500.000 Wischzyklen unter einem er￾heblichen Anpressdruck standhalten und verbringen den größten Teil ihres Lebens dennoch im Wartezustand. Hier sind also dauerhafte Elastizität und ein geringer Druckverformungsrest ge￾fragt (ein Maß für das Setzverhalten, den Gummi nach Druckbelastung er￾leidet); zudem eine hohe Beständigkeit gegenüber Rissen, denn diese würden sich sofort durch Schlieren bemerkbar machen. Heute kommen hier vor allem Polychloroprenkautschuke (CR) zum Einsatz: Diese einreißbeständigen Elas￾tomere zeigen gute Dynamikeigen￾schaften, sind abriebfest und kältefle￾xibel; die Gleiteigenschaften des Ma￾terials auf Glas werden übrigens durch Chlorierung verbessert. Auch Gelenke von Antriebswellen werden oft mit fettgefüllten Gummi￾manschetten umgeben, die in der Re￾gel aus Polychloropren hergestellt wer￾den. Da diese Bauteile jedoch häufig in unmittelbarer Nähe des Abgaskatalysators arbeiten, der im Betrieb mehrere hundert Grad heiß wird, reicht auch dieses Material nicht mehr überall aus. Seit kurzem kommen hier daher auch hydrierte Nitrilkautschuke zum Einsatz (HNBR), deren Dauereinsatztemperaturen um bis zu 40 °C höher als die von Polychloropren-Kautschuk (CR) liegen. In Fensterdichtungen kommt dagegen meist EPDM-Kaut￾schuk zum Einsatz, der sich dank seines gesättigten Mole￾külrückgrats durch eine Polyolefin-ähnliche Beständigkeit gegen UV-Licht und Ozon auszeichnet. Unter der Motorhaube wird Nitrilkautschuk in ver￾schiedenen Dichtungen wie Radialwellendichtringen sowie Flachdichtungen im Gummi-Metallverbund oder auch O￾Ringen eingesetzt, die neben verschiedenen Ölen und Kraft￾stoffen auch aggressive Verbrennungsabgase und Dauer￾einsatztemperaturen von bis zu 120 °C überstehen. Und auch bei der Übertragung von Kräften sind Gummiwerk￾stoffe gefragt: Das Paradebeispiel hierfür sind Zahnriemen aus gewebeverstärktem, beschichteten Hochleistungselas￾tomeren, die nicht nur Lärmemissionen senken, sondern langfristig auch die Ventilsteuerzeiten exakter einhalten als Metallketten, die durch Verschleiß einer allmählichen Län￾genänderung unterworfen sind. Der Vorteil zeigt sich hier u.a. in einem geringeren Kraftstoffver￾brauch und damit geringerem CO2-Aus￾stoß der Motoren. Aktuelle Zahnrie￾men aus HNBR-Kautschuk erreichen mittlerweile nahezu Motorlebensdau￾er (Abbildung 1). Schläuche von Servolenksystemen wiederum müssen Drücken von rund 300 bar standhalten – bei Temperatu￾ren um 130 °C und in Kontakt mit ag￾gressiven Öl-Additiven, die die Hy￾draulikflüssigkeiten unter diesen Be￾dingungen vor Zersetzung bewahren. Auch diesen verschärften Bedingungen werden hydrierte Nitrilkautschuke ge￾recht, die nicht nur mit hoher Hitze￾beständigkeit und guter Haftung zum Festigkeitsträger Polyamid aufwarten, sondern auch dynamisch belastbar ge￾nug sind, um auf die ständigen Deh￾nungen des Servolenkschlauchs nicht mit vorzeitiger Materialermüdung zu reagieren. In Bremsschläuchen greift man dagegen oft zu EPDM, das mit der polaren Bremsflüssigkeit besser klar￾kommt als Nitrilkautschuk. Dieser erste Überblick zeigt, dass „Gummi“ nur ein Oberbegriff für eine ganze Reihe von elastomeren Werk￾stoffen ist, die sich äußerlich zwar glei￾chen, dabei jedoch mit stark abwei￾chenden Materialeigenschaften auf￾warten, um den steigenden Anforde￾rungen der Technik gerecht zu werden. Die Geschichte des Synthesekautschuks Die Geschichte des Werkstoffs Gummi lässt sich in zwei Phasen teilen: In die Zeit vor und nach der Entdeckung des Synthesekautschuks durch Fritz Hofmann bei den Elberfel￾der Farbenfabriken vorm. Friedr. Bayer & Co. im Jahre 1909. Die mangelnde Haltbarkeit von NR-Gummi ist ein altes Problem: Schon Anfang des 20. Jahrhunderts war Abhilfe ge￾fragt. Zunächst war es jedoch eher der hohe Preis des Na￾turprodukts, der das Direktorium der Elberfelder Farbenfa￾briken vorm. Friedr. Bayer & Co. im Jahr 1906 einen Preis von 20.000 Mark ausrufen ließ für denjenigen, der bis zum 1. November 1909 „ein Verfahren zur Herstellung von Kaut￾schuk oder eines vollwertigen Ersatzes findet“. Das Preis￾Abb. 3 Fritz Hof￾mann, leitender Chemiker in der Farbenabteilung der Elberfelder Far￾benfabriken vorm. Friedr. Bayer & Co. gilt heute als Erfin￾der des ersten technisch brauch￾baren Synthese￾kautschuks. Abb. 2 High End￾Gummi ist im All￾tag überall vor￾handen. In Espres￾somaschinen zum Beispiel würde Na￾turkautschuk nicht nur durch die Hit￾ze, sondern auch durch Kaffeesäu￾ren und Fette schnell in Mitlei￾denschaft gezogen werden. (Alle Bilder: LANXESS) 15213781, 2009, 6, Downloaded from https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ciuz.200600515 by Guangdong University Of Technology, Wiley Online Library on [14/03/2023]. See the Terms and Conditions (https://onlinelibrary.wiley.com/terms-and-conditions) on Wiley Online Library for rules of use; OA articles are governed by the applicable Creative Commons License