Gummi-Werkstoffe: ein Ratgeber für Anwender ; Arten, Gemeinsamkeiten, Zusammensetzung, Eigenschaften, Beständigkeiten, Anwendungen, Prüfungen, Klassifizierung, Chemie
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Würzburg
Vogel
1981
|
| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 524 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3802306295 |
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'IschniaciK- Universität Darmstadt
Werkstoffe
Ein Ratgeber für Anwender
Arten - Gemeinsamkeiten
Zusammensetzung - Eigenschaften
Beständigkeiten - Anwendungen
Prüfungen - Klassifizierung - Chemie
Dr phil Khairi Nagdi
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Gummi-
VOGEL-VERLAG
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 17
1 1 Die Geschichte des Naturkautschuks 21
1 2 Entdeckung der Vulkanisation 22
1 3 Anlegen von Kautschukplantagen 23
1 4 Das Streben nach Synthesekautschuk 23
1 5 Auswahl der Monomere für die Kautschuksynthese 25
1 6 Fabrikationsaufnahme von Methylkautschuk 25
1 7 Entwicklung weiterer Synthesekautschukarten 27
1 8 Entwicklung der Kautschuk-Chemikalien 29
1 9 Entwicklung der Festkautschuk-Verarbeitung 30
1 10 Entwicklung der Latex Verarbeitung 31
1 11 Umgang mit dem Werkstoff Gummi 32
2 Gemeinsamkeiten unter Gummi-Werkstoffen 33
2 1 Makromolekulare Stoffe 34
211 Hochpolymere 36
2111 Polymerisation 37
2112 Polykondensation 38
2113 Polyaddition 39
212 Organische Werkstoffe 40
2121 Plastomere 41
2122 Elastomere 42
2123 Thermoplastische Elastomere 42
2124 Duromere 43
213 Die Begriffe Kautschuk, Gummi, Elastomere und Vulkanisate 44
214 Die Begriffe Vulkanisation und Vernetzung 45
215 Mechanische Eigenschaften von Elastomeren 46
2151 Härte 46
2152 Stoßelastizität 46
2153 Reißfestigkeit 47
2154 Reißdehnung 47
2155 Spannungswert 47
2156 Verformungsrest 47
2157 Weiterreißwiderstand 48
2158 Abriebwiderstand 48
216 Thermische Eigenschaften von Elastomeren 48
2161 Wärmeleitfähigkeit 48
2162 Ausdehnungskoeffizient 49
2163 Joule-Effekt 50
2164 Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von der Umge
bungstemperatur 50
217 Elektrische Eigenschaften von Elastomeren 51
2 2 Zusammensetzung von Gummi 53
221 Kautschukarten 55
222 Füllstoffe 55
223 Pigmente 56
224 Weichmacher 57
225 Verarbeitungshilfsmittel 58
226 Alterungsschutzmittel 59
227 Vulkanisiermittel 61
228 Vulkanisationsbeschleuniger 63
229 Aktivatoren 63
2 2 10 Vulkanisationsverzögerer 63
2 2 11 Sonstige Mischungsbestandteile 64
2 2 11 1 Mastiziermittel 65
2 2 11 2 Treibmittel 65
2 2 11 3 Geruchverbessernde Mittel 66
2 2 11 4 Flammschutzmittel / 66
2 2 11 5 Haftmittel 67
2 2 11 6 Konservierungsmittel 67
2 2 11 7 Termitenschutzmittel 67
2 2 11 8 Trocknungsmittel 68
2 2 11 9 Regenerate 68
2 3 Herstellung von Kautschukmischungen 69
231 Das Wiegen der Mischungsbestandteile 70
232 Mischungsherstellung auf Mischwalzwerken 70
233 Mischungsherstellung in geschlossenen Innenmischern 74
234 Mischungskontrolle 76
2 4 Die Formgebung von Kautschukmischungen 76
241 Arbeiten an Spritzmaschinen und Strainern 77
2411 Strainer 77
242 Arbeiten an Kalandern 79
243 Arbeiten mit Kautschuklösungen 81
244 Konfektionieren 83
2 5 Vulkanisationsverfahren 84
251 Pressenheizung 85
2511 Kompressionsverfahren 87
2512 TM-Verfahren 89
2513 Spritzgußverfahren 90
2514 Das Schwundmaß bei der Herstellung von Formartikeln 91
252 Freiheizung 91
2521 Vulkanisation in Heißluft 92
2522 Vulkanisation im Sattdampf 92
2 5 23 Vulkanisation im Heißdampf 93
2524 Vulkanisation im Luft-Dampf-Gemisch 93
253 Kontinuierliche Vulkanisation 93
2531 Rotationsvulkanisationsverfahren 94
2 53 2 Kontinuierliche Heißluftvulkanisation 95
2 5 33 Kontinuierliche Vulkanisation im Dampfrohr 95
2 53 4 Flüssigkeitsbadvulkanisation (LCM-Vulkanisation) 95
2 53 5 Wirbelbettvulkanisation 96
2 53 6 Mikrowellenvulkanisation (UHF-Vulkanisation) 97
2 53 7 Vernetzung durch energiereiche Strahlen 98
254 Kaltvulkanisation 99
255 Tempern 100
256 Schlußbehandlung 100
2561 Entgraten 100
2562 Oberflächenbehandlung 102
2 5 63 Endkontrolle 103
2 6 Direkte Verarbeitung von Latex 104
261 Zusammensetzung von Latexmischungen 104
2611 Naturlatex 105
2612 Syntheselatizes 107
2 6 13 Emulgatoren 109
2614 Dispergatoren 110
2615 Stabilisatoren 110
2616 Verdickungsmittel 110
2617 Koaguliermittel 111
2618 Netzmittel und Schaumbildner 111
2619 Schaumstabilisatoren 111
261 10 Konservierungsmittel 112
261 11 Vulkanisationsagenzien 112
261 12 Alterungsschutzmittel 113
261 13 Füllstoffe 113
261 14 Pigmente 113
261 15 Weichmacher 113
261 16 Flammwidrigmacher 114
261 17 Klebrigmacher 114
262 Herstellung von Latexmischungen 114
2621 Herstellung von Emulsionen 115
2622 Herstellung wäßriger Dispersionen 115
263 Weiterverarbeitung und Vulkanisation von Latexmischungen 115
2 63 1 Tauchverfahren 116
2 63 2 Gießverfahren 117
2 6 33 Spinnverfahren zur Herstellung von Gummifäden 117
2 63 4 Herstellung von Schaumgummi 118
2635 Imprägnieren von Textilien 118
2636 Beschichten von Textilien 120
2637 Teppichrückenbeschichtung 120
2638 Papierveredlung 121
2639 Herstellung von Dosenverschlußmassen 122
263 10 Latex als Bindemittel 122
Gummihaar 122
Korkplatten 123
Faserleder 123
263 11 Dispersionskleber 124
263 12 Bitumenvergütung 124
2 7 Umwelteinflüsse auf Elastomere (Gummialterung) 125
271 Gesättigte und ungesättigte Elastomere 126
272 Einwirkung von Sauerstoff und Wärme 129
273 Einwirkung von Sauerstoff und mechanische Beanspruchung 130
274 Einwirkung von Sauerstoff und Sonnenlicht 130
275 Einwirkung von Sauerstoff und Schwermetallsalzen 131
276 Einwirkung von Ozon und statischer Verformung 131
277 Einwirkung von Ozon ohne statische Verformung und Feuchtig
keit und Temperatur 132
278 Einwirkung trockener Hitze ohne Sauerstoffzutritt 133
279 Einwirkung der Luftfeuchtigkeit 133
2 7 10 Einwirkung energiereicher Strahlen 133
2 7 11 Biologische Schädigung durch Mikroorganismen 135
2 7 12 Schädigung durch Insekten und Nagetiere 135
2 7 13 Richtlinien für die Lagerung von Gummi 136
2 8 Einwirkung von Kontaktmedien auf Elastomere 137
281 Einwirkung von Mineralölen 140
2811 Grundöle 140
2812 Additive 141
2813 Mineralölbeständige Elastomere 144
2814 Zahlenmäßige Beschreibung der Einwirkung von Mineralölen auf
Elastomere 145
Anilinpunkt 146
Elastomer-Verträglichkeits-Index = EVI 148
282 Einwirkung von Siliconölen 152
283 Einwirkung von Schmierfetten 152
284 Einwirkung von pflanzlichen und tierischen Ölen und Fetten 153
285 Einwirkung von schwerentflammbaren Druckflüssigkeiten 154
2851 Einwirkung von HFA-Flüssigkeiten (Öl-in-Wasser-Emulsionen) 155
2852 Einwirkung von HFB-Flüssigkeiten (Wasser-in-Öl-Emulsionen) 156
2853 Einwirkung von HFC-Flüssigkeiten (Polyglykol-Wasser-Lösun-
gen) 156
2854 Einwirkung von HFD-Flüssigkeiten (wasserfreien vollsyntheti
schen Flüssigkeiten) 157
2855 Zahlenmäßige Beschreibung der Einwirkung von schwerent
flammbaren Flüssigkeiten auf Elastomere 160
286 Einwirkung von Bremsflüssigkeiten 160
287 Einwirkung von Treibstoffen 163
2871 Einwirkung von Benzin 164
2872 Einwirkung von alkoholhaltigen Benzinen 166
2873 Einwirkung von Dieselkraftstoff 167
2874 Einwirkung von Düsenkraftstoff 167
2875 Testkraftstoffe 168
2876 Zahlenmäßige Beschreibung der Einwirkung von Treibstoffen auf
Elastomere 169
288 Einwirkung von organischen Lösungsmitteln 169
289 Einwirkung von Wasser und wäßrigen Lösungen 171
2 8 10 Einwirkung von Säuren 174
2 8 11 Einwirkung von Laugen 175
2 8 12 Einwirkung von Kältemitteln 175
2 8 13 Einwirkung von Gasen und Dämpfen 176
2 8 13 1 Gasdurchlässigkeit 177
2 8 13 2 Quellung von Elastomeren durch Gase 179
2 8 13 3 Chemische Einwirkung von Gasen 180
2 9 Einwirkung von Kontaktflächen auf Elastomere 181
2 10 Einwirkung von Elastomeren auf Kontaktmedien und Kontakt
flächen 181
2 10 1 Elastomere in Kontakt mit Vakuum 182
2 10 2 Elastomere in Kontakt mit Kältemitteln und Isolierölen 182
2 10 3 Elastomere in Kontakt mit Lebensmitteln 182
2 10 3 1 Das Deutsche Lebensmittel-und Bedarfsgegenständegesetz 184
2 10 3 2 Bedarfsgegenstände auf Basis von Natur- und Synthesekau
tschuk 186
2 10 4 Elastomere in Kontakt mit Metallen 189
2 10 4 1 Korrosion durch freien Schwefel 189
2 10 4 2 Korrosion durch Salzsäurebildung 191
2 10 4 3 Elektrochemische Korrosion 192
2 10 5 Kontakt mit Kunststoffen und Lacken 193
3 Kautschukarten 195
3 1 Unpolare Kautschuke bzw Kohlenwasserstoff-Kautschuke 199
311 Naturkautschuk (NR) 199
3111 Mischungszusammensetzung 201
3112 Vulkanisat-Eigenschaften 202
3113 Anwendungsgebiete 203
312 Isoprenkautschuk (IR) 203
313 Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) 204
3131 Mischungsaufbau 207
3132 Vulkanisat-Eigenschaften 207
3133 Anwendungsgebiete 208
314 Butadienkautschuk (BR) 208
315 Polynorbornenkautschuk (Norsorex) 210
316 Butylkautschuk (HR) 211
3161 Mischungsaufbau 213
3162 Vulkanisat-Eigenschaften 213
3163 Anwendungsgebiete 215
317 Chlorbutylkautschuk (CIIR) 215
318 Brombutylkautschuk (BIIR) 217
319 Äthylen-Propylen-Kautschuk (EPM) 217
3 1 10 Äthylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) 218
3 1 10 1 Mischungsaufbau 220
3 1 10 2 Vulkanisat-Eigenschaften 220
3 1 10 3 Anwendungsgebiete 222
3 1 11 Vernetzbares Polyäthylen (PE) 223
3 2 Polare Kautschuke 223
321 Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) 224
3211 Mischungsaufbau 225
3212 Vulkanisat-Eigenschaften 227
Quellverhalten in Mineralölen 229
Quellverhalten in Kraftstoffen 231
Quellverhalten in Siliconölen, tierischen und pflanzlichen ölen 232
3213 Anwendungsgebiete 232
322 Chloroprenkautschuk (CR) 232
3221 Mischungsaufbau 235
3222 Vulkanisat-Eigenschaften 236
Quellverhalten in Mineralölen 237
Quellverhalten in Wasser 237
3223 Anwendungsgebiete 238
323 Chlorpolyäthylen-Kautschuk (CM) 238
3231 Mischungsaufbau 239
3232 Vulkanisat-Eigenschaften 240
3233 Einsatzgebiete 240
324 Chlorsulfonyl-Polyäthylen-Kautschuk (CSM) 241
3241 Mischungsaufbau 241
3242 Vulkanisat-Eigenschaften 242
3243 Anwendungsgebiete 244
325 Polyacrylat-Kautschuk (ACM) 245
3251 Mischungsaufbau 247
3252 Vulkanisation von ACM-Mischungen 248
3253 Vulkanisat-Eigenschaften 248
3254 Anwendungsgebiete 250
326 Äthylen-Acrylat-Kautschuk 250
327 Äthylen-Vinylacetat-Kautschuk (EVA) 252
328 Fluorkautschuke (FPM) 254
3281 Mischungszusammensetzung 256
3282 Vulkanisation der Mischungen 257
3283 Vulkanisat-Eigenschaften 258
3284 Anwendungsgebiete 260
329 Perfluorkautschuk 261
3 2 10 Silicon-Kautschuke (Q) 263
3 2 10 1 Mischungsaufbau 265
3 2 10 2 Vulkanisation der Mischungen 266
Heißvulkanisierbare Silicon-Kautschuke 266
Kaltvulkanisierbare Silicon-Kautschuke 267
3 2 10 3 Vulkanisat-Eigenschaften 268
Verhalten in Mineralölen und Kraftstoffen 271
Verhalten in Wasser und Dampf 272
3 2 10 4 Anwendungsgebiete 273
3 2 11 Polyurethan-Kautschuke (AU, EU) 273
3 2 11 1 ^ Polymerarten 275
3 2 11 2 * Grundeigenschaften der Vulkanisate 278
Verhalten in Mineralölen 279
Verhalten in Kraftstoffen 280
Verhalten in Wasser 280
3 2 11 3 Einfluß der Ausgangsstoffe auf die Eigenschaften der Poly
urethane 281
3 2 11 4 Einsatzgebiete 282
3 2 12 Polyäther-Polyester-Elastomere 282
3 2 12 1 Allgemeine Eigenschaften von Polyäther-Polyester-Elastomeren 284
3 2 12 2 Einsatzgebiete 285
3 2 13 Epichlorhydrin-Kautschuke (CO, ECO) 285
3 2 13 1 Mischungsaufbau 287
3 2 13 2 Vulkanisation der Mischungen 287
3 2 13 3 Vulkanisat-Eigenschaften 288
3 2 13 4 Einsatzgebiete 289
3 2 14 Propylenoxid-Kautschuk (GPO) 290
3 2 15 Polysulfid-Kautschuke (T) 291
3 2 15 1 Feste Polysulfid-Polymere 293
Mischungsaufbau 294
Vulkanisation 295
Grundeigenschaften der Vulkanisate 296
Einsatzgebiete 298
3 2 15 2 Flüssige Polysulfid-Polymere 298
3 3 Neuentwicklungen 301
331 PNF-Kautschuk 301
4 Prüfungen von Kautschuk und Gummi 305
4 1 Mechanisch-technologische Prüfungen 306
411 Prüfung der Härte 307
4111 Shore-Härte 308
4112 Kugeldruckhärte 312
4113 Mikrohärte 313
412 Bestimmung der Rückprallelastizität 314
413 Bestimmung der Reißfestigkeit, Reißdehnung und Spannungs
werte im Zugversuch 316
414 Bestimmung des Weiterreißwiderstandes 320
415 Bestimmung des Nadelausreißwiderstandes 321
416 Bestimmung des Abriebs 321
417 Bestimmung des Verformungsrestes nach Zug- und Druckbean
spruchung 323
4171 Bestimmung des Zugverformungsrestes nach konstanter Verfor
mung 323
4172 Bestimmung des Druckverformungsrestes nach konstanter Ver
formung 324
418 Bestimmung der Spannungsrelaxation unter Druck 329
419 Bestimmung der visco-elastischen Eigenschaften bei erzwungenen
Schwingungen außerhalb der Resonanz 331
4 1 10 Torsionsschwingungsversuch 332
4 1 11 Dauerknickversuch 333
4 1 12 Dauerbiegeversuch an Schuhbesohlungsmaterial 334
4 1 13 Prüfung der Wärmebildung und des Zermürbungswiderstandes im
Durchschwingversuch (Flexometerprüfung) 335
4 1 14 Bestimmung des Verhaltens bei tiefen Temperaturen (Kältever
halten) 336
4 1 15 Künstliche Alterung 338
4 1 16 Prüfung der Ozonbeständigkeit 339
4 1 17 Bestimmung des Verhaltens gegen Kontaktmedien 340
4 1 17 1 Bestimmung der Gewichtsänderung 344
4 1 17 2 Bestimmung der Volumenänderung 344
4 1 17 3 Bestimmung der Änderung der linearen Abmessungen 346
4 1 17 4 Bestimmung der Härteänderung 346
4 1 17 5 Bestimmung der Änderung von Reißfestigkeit und Reißdeh
nung 346
4 1 17 6 Sichtbare Veränderungen 347
4 1 17 7 Trocknung der Probekörper 347
4 1 17 8 Beurteilung der Prüfergebnisse 347
4 1 18 Prüfung der Gasdurchlässigkeit 350
4 1 19 Sonstige mechanisch-technologische Prüfverfahren 350
4 2 Chemisch-analytische Prüfungen 356
421 Allgemeines zu chemischen Untersuchungen 357
422 Erforderliche Geräte und Laborhilfsmittel 358
423 Erforderliche Chemikalien und Reagenzien 361
424 Identifizierung des Kautschukanteils in unbekannten Vulkanisa-
ten 363
4241 Erkennung durch Bestimmung der Dichte 364
4242 Erkennung durch den Säuretest 367
4243 Erkennung durch den Alterungs-Schnelltest 369
4244 Extraktion der Gummiprobe 369
4245 Erkennung durch den Quelltest 372
4246 Erkennung durch den Flammtest 375
42 4 7 Erkennung durch den Pyrolysetest 377
4248 Erkennung durch den Kältebiegetest 379
4 2 49 Infrarotspektroskopie 381
425 Sonstige chemisch-analytische Prüfungen 384
426 Eingangskontrolle von Elastomerteilen beim Abnehmer 388
5 Erstellung von Werkstoffspezifikationen 389
5 1 Das Klassifizierungssystem ASTM D 2000-SAE J 200 390
511 Nachteile des Klassifizierungssystems ASTM D 2000 397
512 Voraussetzungen für ein praxisgerechtes Klassifizierungssystem
für Elastomere 405
5 2 Wie stellt man Werkstoffspezifikationen auf? 408
521 Abhängigkeit der Werkstoffanforderungen von der Beanspru
chungsart des Elastomerteils 410
6 Chemikalienbeständigkeit 415
7 Die wichtigsten chemischen Grundbegriffe 457
7 1 Chemische Elemente und Verbindungen 457
7 2 Was heißt organisch und anorganisch? 460
7 3 Moleküle und Atome 460
7 4 Atomgewicht und Molekulargewicht 461
7 5 Chemische Zeichensprache 462
7 6 Summen- und Strukturformel 463
7 7 Die Wertigkeit der Elemente 464
7 8 Wie stellt man eine Strukturformel auf? 465
7 9 Gesättigte und ungesättigte Verbindungen 467
791 Konjugierte Doppelbindungen 468
792 Resonanz (Mesomerie) 469
7 10 Radikale 470
7 11 Polarität 471
7 12 Funktionelle Gruppen 473
7 13 Isomerie 473
7 13 1 Struktur-Isomerie 473
7 13 2 Cis-trans-Isomerie 475
7 13 3 Spiegelbild-Isomerie 476
7 13 4 Substitutions-Isomerie 477
7 14 Wichtige organische Verbindungen 479
7 14 1 Kohlenwasserstoffe 479
7 14 2 Halogen-Kohlenwasserstoffe 485
7 14 3 Alkohole und Phenole 485
7 14 4 Äther 489
7 14 5 Thioalkohole (Mercaptane) und Thioäther 489
7 14 6 Peroxide 489
7 14 7 Aldehyde 490
7 14 8 Ketone 491
7 14 9 Carbonsäuren 493
7 14 10 Ester 493
7 14 11 Natürliche Fette und Öle 496
7 14 12 Carbonsäure-Salze und-Seifen 496
7 14 13 Nitroverbindungen 498
7 14 14 Amine 499
7 14 15 Säureamide 499
7 14 16 Säureanhydride 499
7 14 17 Säurechloride 499
7 14 18 Nitrile 501
7 14 19 Isocyanate 503
7 14 20 Sulfonsäuren 503
7 14 21 Aminosäuren 504
7 14 22 Heterocyclische Verbindungen 507
Literaturverzeichnis 509
Stichwortverzeichnis 513 |
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