Het technische antwoord is: nee, rubber kan niet bevriezen...
.. het wordt echter wel hard en broos.
De wetenschappelijke definitie van bevriezen houdt een faseverschuiving van vloeistof in vaste kristallen in. Deze fase vindt plaats als gevolg van het feit dat de temperatuur het vriespunt van de stof bereikt. Omdat rubberpolymeren geen kristallijne structuren kunnen vormen, bevriezen ze niet per definitie. De veranderingen in de fysieke eigenschappen van rubber bij lage temperaturen kunnen echter de prestaties van het rubberproduct beïnvloeden.
Welke rubbers presteren het beste bij extreme temperaturen?
Siliconenrubber is veel beter bestand tegen hoge en lage temperaturen dan organische rubbers. Siliconenrubber kan onbeperkt worden gebruikt bij 150°C, met vrijwel geen verandering in de eigenschappen. Het is bestand tegen gebruik bij 200°C gedurende 10.000 uur of langer, en sommige producten kunnen gedurende korte perioden hitte van 350°C weerstaan. Siliconenrubbers zijn dus geschikt als materiaal voor rubberen componenten die worden gebruikt in omgevingen met hoge temperaturen. Dit is de reden waarom je siliconenrubbermallen in keukens ziet worden gebruikt als mallen en matten die in ovens worden gebruikt.
Siliconenrubber is bovendien uitstekend bestand tegen koude temperaturen. Het verbrossingspunt van typische organische rubbers ligt tussen -20° en -30°C, vergeleken met -60° tot -70°C voor siliconenrubbers. Zelfs bij temperaturen waarbij organische rubbers bros worden, blijft siliconenrubber elastisch. Sommige producten zijn bestand tegen extreem lage temperaturen van -100°C en lager.
Siliconenrubber en gefluoreerd siliconenrubber bij koude temperaturen
Siliconenrubbers worden op grote schaal gebruikt in energie-isolatiesystemen vanwege hun eigenschappen zoals uitstekende elektrische isolatie en weersbestendigheid. Gefluoreerd siliconenrubber (fluorsiliconenrubber) wordt op grote schaal gebruikt in ruwe omgevingen voor elektrische isolatie, vooral in winteromgevingen waar extreem lage temperaturen gebruikelijk zijn en gedurende langere tijd kunnen aanhouden.
In koude omgevingen kan traditioneel siliconenrubber niet voldoen aan de prestatie-eisen van elektrische isolatietoepassingen. Extreem lage temperaturen beïnvloeden de prestaties van rubberen isolatiematerialen en kunnen potentieel catastrofale defecten aan afdichtingen en leidingen veroorzaken.
Onderzoek toont aan dat fluorsiliconenrubber zelfs hogere trekeigenschappen, rekprestaties, lagere hardheid en verbeterde elasticiteit bezit dan siliconenrubber. Fluorsiliconenrubber presteert ook beter en langer als elektrische isolator onder extreem koude omstandigheden.
Siliconenrubber is dus ideaal voor alle omgevingen, behalve de allerkoudste, zwaarste en meest extreme omgevingen, waar gefluoreerd siliconenrubber nog betere prestaties biedt.
Hoe wordt rubber getest op gedrag bij lage temperaturen?
Er bestaat een test, genaamd TR of Temperature Retraction (ISO 2921), waarbij de eigenschappen van verschillende materialen kunnen worden getest bij -70°C en de mechanische eigenschappen kunnen worden vastgelegd. Zie: https://www.iso.org/standard/72779.html
Het document specificeert een methode voor het bepalen van de temperatuur-trekeigenschappen van uitgerekt gevulkaniseerd rubber. Thermoplastische rubbers vallen hier niet onder, aangezien veel thermoplastische elastomeren een vloeigrens hebben in het bereik van 5% tot 20% rek.
Deze TR-test is een industriële testmethode voor het evalueren van eigenschappen bij lage temperaturen. De test toont het brosheidspunt van een materiaal en ook het compressie- en herstelgedrag van elastomeren. Proefstukken worden normaal gesproken getest in rekmodus, in een koud vloeistofbad gedurende 10 minuten.
Het is een feit…
Hier bij J-Flex zijn hoogwaardige producten de norm – we hebben ooit enkele geëxtrudeerde siliconenprofielen geleverd aan een project van de Europese Ruimtevaartorganisatie waarbij onze grondstoffenleverancier het materiaal moest garanderen voor -80°C.
Neem contact met ons op als u hulp nodig heeft met rubberproducten die tot het uiterste presteren!
Zou jij in Nuuk City, de hoofdstad van Groenland, kunnen wonen?