Vulkanisationsmitteln

Vulkanisationsmittel sind Substanzen, die beim Vulkanisationsprozess von Gummi Quervernetzungen zwischen Polymerketten herstellen oder gezielt beeinflussen. Durch diese Vernetzung verbessert sich die Hitze- und Verschleißbeständigkeit, die mechanischen Eigenschaften und die Formstabilität des Endprodukts. Vulkanisation wird typischerweise durch Erhitzen des Gummis mit den entsprechenden Mitteln aktiviert.

Zu den grundlegenden Klassen der Vulkanisationsmittel gehören elementarer Schwefel, Schwefelspender und Beschleuniger. Elementarer Schwefel dient als klassischer Vernetzer und reagiert direkt mit den Doppelbindungen der Polymerketten. Die Art und Menge des eingesetzten Schwefels beeinflusst die Vernetzungsdichte, damit verbunden sind Härte, Elastizität und Temperaturbeständigkeit.

Schwefelspender sind Verbindungen, die unter Hitze Schwefel freisetzen, ohne dass freier Schwefel in der Mischung in großen Mengen vorhanden sein muss. Sie ermöglichen eine kontrollierte Vernetzung, oft mit veränderten Eigenschaften gegenüber reinem Schwefel. Beschleuniger (z. B. CBS, TBBS, MBTS, MBT) erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit und senken die benötigte Temperatur oder Menge von Schwefel. Sie arbeiten oft in Synergie mit Aktivatoren und führen zu verschiebbaren Cure-Kurven und besseren Vermehnungs- bzw. Verformungseigenschaften.

Aktivatoren wie Zinkoxid und Fettsäuren (z. B. Stearinsäure) bilden mit Beschleunigern Komplexe, die die Reaktivität erhöhen und die Prozessführung erleichtern. Die Wahl von Vulkanisationsmitteln hängt ab von Gummiart, gewünschter Endanwendung und Rechenparametern; dabei spielen auch Umwelt- und Sicherheitsaspekte eine Rolle.

In der Praxis finden Vulkanisationsmittel breite Anwendung in Natur- und Synthesekautrubbern sowie in Mischungen mit Additiven, Füllstoffen und Modifikatoren.