Det tekniska svaret är nej, gummi kan inte frysa…
... men det blir hårt och sprött.
Den vetenskapliga definitionen av att frysa innebär en fasförskjutning av vätska till fast form som bildar kristaller. Denna fas sker som ett resultat av att temperaturen når ämnets fryspunkt. Eftersom gummipolymerer inte kan bilda kristallina strukturer fryser de inte per definition. Förändringar i gummis fysikaliska egenskaper 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 nästan utan att dess egenskaper förändras. Det tål användning även vid 200 °C i 10 000 timmar eller mer, och vissa produkter tål värme på 350 °C under korta perioder. Silikongummin är därför lämpliga som material för gummikomponenter som används i högtemperaturmiljöer. Det är därför du ser silikongummiformar användas i kök som formar och mattor som används i ugnar.
Silikongummi har också utmärkt motståndskraft mot kalla temperaturer. Sprödhetspunkten för typiska organiska gummin ligger 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
Silikongummi har använts flitigt i kraftisoleringssystem på grund av egenskaper som utmärkt elektrisk isolering och väderbeständighet. Fluoriserat silikongummi (fluorsilikongummi) har använts flitigt i tuffa miljöer för elektrisk isolering, särskilt i vintermiljöer där extremt låga temperaturer är vanliga och kan bestå under längre perioder.
I kalla miljöer kan traditionellt silikongummi inte uppfylla prestandakraven för elektrisk isolering. Extremt låga temperaturer påverkar prestandan hos gummiisoleringsmaterial och kan potentiellt orsaka katastrofala fel i tätningar och rör.
Forskning visar att fluorosilikongummi har ännu högre draghållfasthetsegenskaper, töjningsförmåga, lägre hårdhet och förbättrad elasticitet än silikongummi. Fluorosilikongummi fungerar också bättre och under längre perioder som elektrisk isolator under extrema kalla förhållanden.
Så silikongummi är idealiskt för alla utom de allra kallaste, tuffaste och mest extrema miljöerna, där fluorerat silikongummi erbjuder ännu bättre prestanda.
Hur testas gummis beteende i låga temperaturer?
Det finns ett test – kallat TR eller Temperature Retraction (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 temperaturåtergångsegenskaperna hos sträckt vulkaniserat gummi. Det täcker inte termoplastiska gummin, eftersom många termoplastiska elastomerer har en sträckgräns i intervallet 5 % till 20 % töjning.
Detta TR-test är en industriell testmetod för utvärdering av egenskaper vid låga temperaturer. Testet visar ett materials sprödhetspunkt och även elastomerers kompressions-, sättnings- och återhämtningsbeteende. Testprovbitar testas normalt i förlängningsläge, i ett kallt vätskebad i 10 minuter.
Det är ett faktum…
Här på J-Flex är högpresterande produkter normen – vi levererade faktiskt en gång några extruderade silikonprofiler till ett projekt inom Europeiska rymdorganisationen där vår råmaterialleverantör var tvungen att garantera materialet för -80°C.
Kontakta oss om du behöver hjälp med gummiprodukter som presterar extremt!
Skulle du kunna bo i Nuuk City – Grönlands huvudstad?