Det tekniska svaret är, nej, gummi kan inte frysa...
.. men det blir hårt och skört.
Den vetenskapliga definitionen av att frysa innebär en fasförskjutning av vätska till fasta bildande kristaller. Denna fas uppstår som ett resultat av att temperaturen når ämnets fryspunkt. Eftersom gummipolymerer inte kan bilda kristallina strukturer fryser de inte per definition. De fysiska egenskapsförändringarna hos gummi vid låga temperaturer kan dock påverka gummiproduktens prestanda.
Vilka gummin fungerar bäst i extrema temperaturer?
Silikongummi tål höga och låga temperaturer mycket bättre än organiska gummin. Silikongummi kan användas obegränsat vid 150°C med nästan ingen förändring i dess egenskaper. Den tål användning även vid 200°C i 10 000 timmar eller mer, och vissa produkter tål värme på 350°C under korta perioder. Silikongummi är därför lämpligt som material för gummikomponenter som används i högtemperaturmiljöer. Det är därför du kommer att se silikongummiformar användas i kök som formar och mattor som används i ugnar.
Silikongummi har också utmärkt motståndskraft mot kalla temperaturer. Försprödningspunkten för typiska organiska gummin är mellan -20° och -30°C, jämfört med -60° till -70°C för silikongummin. Även vid temperaturer där organiska gummin blir spröda förblir silikongummi elastiskt. Vissa produkter tål extremt låga temperaturer på -100°C och lägre.
Silikongummi och fluorerat silikongummi i kalla temperaturer
Silikongummin har använts i stor utsträckning i kraftisoleringssystem på grund av att de har egenskaper som utmärkt elektrisk isolering och väderbeständighet. Fluorerat silikongummi (fluorsilikongummi) har använts i stor utsträckning i tuffa miljöer för elektrisk isolering, särskilt i vintermiljöer där extremt låga temperaturer är vanliga och kan kvarstå under längre tid.
I kalla miljöer kan traditionellt silikongummi inte uppfylla prestandakraven för elektriska isoleringsapplikationer. Extremt låga temperaturer påverkar prestandan hos gummiisoleringsmaterial och kan potentiellt orsaka katastrofala fel i tätningar och rör.
Forskning visar att fluorsilikongummi har ännu högre dragegenskaper, töjningsprestanda, lägre hårdhet och förbättrad elasticitet än silikongummi. Fluorosilikongummi fungerar också bättre och under längre perioder som en elektrisk isolator under extrema kalla förhållanden.
Så silikongummi är idealiskt för alla utom de allra kallaste, tuffaste och mest extrema miljöerna, där fluorerat silikongummi ger ännu bättre prestanda.
Hur testas gummi för beteende i låga temperaturer?
Det finns ett test – kallat TR eller Temperaturretraktion (ISO 2921), där egenskaperna hos olika material kan testas vid -70°C och mekaniska egenskaper registreras. Se: https://www.iso.org/standard/72779.html
Dokumentet specificerar en metod för bestämning av temperatur-retraktionsegenskaperna hos sträckt vulkaniserat gummi. Det täcker inte termoplastiska gummin, eftersom många termoplastiska elaster har en sträckgräns i intervallet 5 % till 20 % töjning.
Detta TR-test är en industritestmetod för utvärdering av egenskaper vid låga temperaturer. Testet visar sprödhetspunkten för ett material och även elastomerernas kompressionssättning och återhämtningsbeteende. Testprovbitar testas normalt i töjningsläge, i ett kallt vätskebad under 10 minuter.
Det är fakta…
Här på J-Flex är högpresterande produkter normen – vi har en gång faktiskt levererat några extruderade silikonprofiler till ett European Space Agency-projekt där vår råvaruleverantör var tvungen att garantera materialet för -80°C.
Kontakta oss om du behöver hjälp med några gummiprodukter som presterar till det yttersta!
Skulle du kunna bo i Nuuk City – Grönlands huvudstad?