Het technische antwoord is: nee, rubber kan niet bevriezen..
...maar het wordt wel hard en broos.
De wetenschappelijke definitie van bevriezing houdt een faseovergang in van vloeistof naar vaste stof, waarbij kristallen worden gevormd. Deze faseovergang vindt plaats wanneer de temperatuur het vriespunt van de stof bereikt. Omdat rubberpolymeren geen kristallijne structuren kunnen vormen, bevriezen ze per definitie niet. De veranderingen in de fysische eigenschappen van rubber bij lage temperaturen kunnen echter wel de prestaties van het rubberproduct beïnvloeden.
Welke rubbersoorten presteren het best bij extreme temperaturen?
Siliconenrubber is veel beter bestand tegen hoge en lage temperaturen dan organisch rubber. Siliconenrubber kan onbeperkt worden gebruikt bij 150 °C zonder dat de eigenschappen vrijwel veranderen. Het is bestand tegen gebruik bij 200 °C gedurende 10.000 uur of langer, en sommige producten kunnen korte tijd temperaturen tot 350 °C verdragen. Siliconenrubber is daarom geschikt als materiaal voor rubberen onderdelen die worden gebruikt in omgevingen met hoge temperaturen. Dit is de reden waarom siliconenrubber mallen in keukens worden gebruikt als bakvormen en matten voor ovens.
Silicone rubber heeft ook een uitstekende weerstand tegen lage temperaturen. Het broosheidspunt van typische organische rubbers ligt tussen -20° en -30°C, vergeleken met -60° tot -70°C voor silicone rubbers. Zelfs bij temperaturen waarbij organische rubbers broos worden, blijft silicone rubber elastisch. Sommige producten zijn bestand tegen extreem lage temperaturen van -100°C en lager.
Siliconenrubber en gefluoreerd siliconenrubber bij lage temperaturen
Siliconenrubber wordt veel gebruikt in isolatiesystemen voor elektrische installaties vanwege eigenschappen zoals uitstekende elektrische isolatie en weerbestendigheid. Gefluoreerd siliconenrubber (fluorosiliconenrubber) wordt veelvuldig toegepast in veeleisende omgevingen voor elektrische isolatie, met name in winterse omstandigheden waar extreem lage temperaturen voorkomen en langdurig aanhouden.
In koude omgevingen voldoet traditioneel siliconenrubber niet aan de prestatie-eisen voor elektrische isolatietoepassingen. Extreem lage temperaturen beïnvloeden de prestaties van rubberen isolatiematerialen en kunnen potentieel leiden tot catastrofale schade aan afdichtingen en leidingen.
Onderzoek toont aan dat fluorsiliconenrubber nog hogere treksterkte, rekbaarheid, lagere hardheid en verbeterde elasticiteit bezit dan siliconenrubber. Fluorosiliconenrubber presteert bovendien beter en langer als elektrische isolator onder extreem koude omstandigheden.
Siliconenrubber is dus ideaal voor alle omstandigheden, behalve de allerkoudste, meest barre en extreme omgevingen, waar gefluoreerd siliconenrubber nog betere prestaties levert.
Hoe wordt rubber getest op zijn gedrag bij lage temperaturen?
Er bestaat een test – genaamd TR of temperatuurretractie (ISO 2921) – waarbij de eigenschappen van verschillende materialen bij -70 °C kunnen worden getest en de mechanische eigenschappen kunnen worden vastgelegd. Zie: https://www.iso.org/standard/72779.html
Het document beschrijft een methode voor het bepalen van de temperatuur-krimpkarakteristieken van uitgerekt gevulkaniseerd rubber. Het is niet van toepassing op thermoplastische rubbers, aangezien veel thermoplastische elastomeren een vloeigrens hebben bij een rek van 5% tot 20%.
Deze TR-test is een industriële testmethode voor het evalueren van materiaaleigenschappen bij lage temperaturen. De test toont het brosheidspunt van een materiaal aan, evenals het compressie- en herstelgedrag van elastomeren. Testmonsters worden normaal gesproken gedurende 10 minuten in een koud vloeistofbad getest in de rekmodus.
Het is een feit…
Bij J-Flex zijn hoogwaardige producten de norm – we hebben ooit zelfs geëxtrudeerde siliconenprofielen geleverd aan een project van de Europese Ruimtevaartorganisatie, waarbij onze grondstoffenleverancier moest garanderen dat het materiaal bestand was tegen -80°C.
Neem contact met ons op als u hulp nodig heeft met rubberproducten die onder extreme omstandigheden worden gebruikt!
Zou jij in Nuuk, de hoofdstad van Groenland, kunnen wonen?