Die technische Antwort lautet: Nein, Gummi kann nicht gefrieren …
.. allerdings wird es hart und spröde.
Die wissenschaftliche Definition von „Gefrieren“ beinhaltet eine Phasenverschiebung von Flüssigkeit zu Feststoff, die Kristalle bildet. Diese Phase entsteht dadurch, dass die Temperatur den Gefrierpunkt der Substanz erreicht. Da Gummipolymere keine kristallinen Strukturen bilden können, gefrieren sie per Definition nicht. Die Veränderungen der physikalischen Eigenschaften von Gummi bei niedrigen Temperaturen können jedoch die Leistung des Gummiprodukts beeinträchtigen.
Welche Gummis funktionieren bei extremen Temperaturen am besten?
Silikonkautschuk hält hohen und niedrigen Temperaturen weitaus besser stand als organischer Kautschuk. Silikonkautschuk kann bei 150 °C unbegrenzt verwendet werden, ohne dass sich seine Eigenschaften verändern. Es hält einer Nutzung sogar bei 200 °C für 10.000 Stunden oder länger stand, und einige Produkte können kurzzeitig einer Hitze von 350 °C standhalten. Silikonkautschuke eignen sich daher als Material für Gummikomponenten, die in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt werden. Aus diesem Grund werden Silikonkautschukformen in Küchen als Formen und Matten für Öfen verwendet.
Silikonkautschuk weist außerdem eine hervorragende Kältebeständigkeit auf. Der Versprödungspunkt typischer organischer Kautschuke liegt zwischen -20° und -30°C, verglichen mit -60° bis -70°C bei Silikonkautschuken. Selbst bei Temperaturen, bei denen organische Kautschuke spröde werden, bleibt Silikonkautschuk elastisch. Einige Produkte halten extrem niedrigen Temperaturen von -100 °C und darunter stand.
Silikonkautschuk und fluorierter Silikonkautschuk bei kalten Temperaturen
Aufgrund seiner Eigenschaften wie hervorragender elektrischer Isolierung und Witterungsbeständigkeit werden Silikonkautschuke häufig in Energieisolationssystemen verwendet. Fluorierter Silikonkautschuk (Fluorsilikonkautschuk) wird häufig in rauen Umgebungen zur elektrischen Isolierung eingesetzt, insbesondere in Winterumgebungen, in denen extrem niedrige Temperaturen an der Tagesordnung sind und über längere Zeiträume anhalten können.
In kalten Umgebungen kann herkömmlicher Silikonkautschuk die Leistungsanforderungen elektrischer Isolieranwendungen nicht erfüllen. Extrem niedrige Temperaturen beeinträchtigen die Leistung von Gummi-Isoliermaterialien und können möglicherweise zu katastrophalen Schäden an Dichtungen und Rohren führen.
Untersuchungen zeigen, dass Fluorsilikonkautschuk über noch höhere Zugeigenschaften, Dehnungseigenschaften, geringere Härte und verbesserte Elastizität verfügt als Silikonkautschuk. Auch als elektrischer Isolator leistet Fluorsilikonkautschuk unter extremen Kältebedingungen eine bessere und längere Lebensdauer.
Daher ist Silikonkautschuk ideal für alle Umgebungen außer den kältesten, rauesten und extremsten Umgebungen, in denen fluorierter Silikonkautschuk eine noch bessere Leistung bietet.
Wie wird Gummi auf sein Verhalten bei niedrigen Temperaturen getestet?
Es gibt einen Test namens TR oder Temperature Retraction (ISO 2921), bei dem die Eigenschaften verschiedener Materialien bei -70 °C getestet und mechanische Eigenschaften aufgezeichnet werden können. Siehe: https://www.iso.org/standard/72779.html
Das Dokument legt ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur-Retraktionseigenschaften von gestrecktem vulkanisiertem Gummi fest. Thermoplastische Kautschuke werden nicht abgedeckt, da viele thermoplastische Elastomere eine Streckgrenze im Bereich von 5 % bis 20 % Dehnung aufweisen.
Dieser TR-Test ist eine branchenübliche Prüfmethode zur Bewertung von Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen. Der Test zeigt den Sprödigkeitspunkt eines Materials sowie den Druckverformungsrest und das Erholungsverhalten von Elastomeren. Prüfkörperstücke werden normalerweise im Dehnungsmodus 10 Minuten lang in einem kalten Flüssigkeitsbad getestet.
Es ist eine Tatsache…
Hier bei J-Flex sind Hochleistungsprodukte die Norm – wir haben tatsächlich einmal einige extrudierte Silikonprofile an ein Projekt der Europäischen Weltraumorganisation geliefert, bei dem unser Rohstofflieferant das Material für -80 °C garantieren musste.
Kontaktieren Sie uns , wenn Sie Hilfe zu Gummiprodukten benötigen, die extreme Leistungen erbringen!
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