Vulkanisation

Was genau versteht man der Vulkanisation von Kautschuk zu Gummi und wie funktioniert es?

Was ist Vulkanisieren?

Das Verfahren zur Herstellung von Gummi wurde nicht etwa erst durch die moderne Automobilindustrie entwickelt, sondern ist bereits über 175 Jahre alt. Bevor dieses Verfahren von Charles Goodyear im Jahre 1839 entwickelt wurde, zählte Kautschuk (Latex) noch lange nicht zu einem der am häufigsten genutzten Rohstoffe der Welt. Erst durch sein chemisch-technisches Verfahren, bei dem das Material mit Druck und Hitze bearbeitet und so deutlich robuster gegen äußere Einflüsse und Witterung gemacht wurde, begann die Erfolgsgeschichte des Gummi-Materials. Waren Kautschukprodukte wie etwa Autoreifen oder Gummischläuche ohne Vulkanisation deutlich weniger langlebig und wurden mit der Zeit porös oder verklebten, war es nun möglich die Plastizität von Kautschuk zu vervielfachen. Auch defekte Reifen können bis heute durch Vulkanisierung wieder geflickt werden. Ebenso kommt das Verfahren bei der Bearbeitung des Rohstoffs für Latexmatratzen zum Einsatz.

Wie läuft der Prozess der Vulkanisation ab?

Im Vulkanisations-Verfahren wird Kautschuk unter anderem mit Schwefel und weiteren schwefelspendenden Stoffen gemischt und Hitze zwischen 120 bis 160 Grad Celsius zugeführt. Die Mischung während der Vulkanisierung steht etwa im Verhältnis von 98 zu 2 Prozent. Durch die hohe Temperatur verbinden sich die langkettigen Kautschukmoleküle mit den Schwefelstoffen, sodass sogenannte Schwefelbrücken entstehen. Je mehr Schwefel zum Kautschuk gemischt wird und je länger die Vulkanisation dauert, desto mehr Brücken entstehen und desto fester wird der Stoff. Gemessen und überwacht werden kann die Vulkanisation mithilfe eines Rheometers, welches den Ablauf grafisch darstellt und dokumentiert.

Nach der chemisch-technischen Reaktion spricht man auch von Gummi, der deutlich dehnbarer und reißfester als herkömmlicher Naturkautschuk und außerdem noch viel wetterbeständiger ist. Im Laufe der Zeit wird jedoch auch Gummi irgendwann porös und brüchig, da durch die Alterung nach und nach die enthaltenen Schwefelbrücken durch Sauerstoffbrücken ersetzt werden.

Welche Vulkanisations-Maschinen werden eingesetzt?

Es dürfte klar sein, das bei der Veredelung von unbehandeltem Kautschuk zu Gummi spezielle Gerätschaften zum Einsatz kommen: zum einen ein Vulkanierkessel (Autoklav), den man für Reifen, Schläuche und sonstige Kleinteile verwendet. Außerdem gibt es auch spezielle Vulkanierpressen, die in der Form des Artikels angepasst werden. Eine Unterform der Vulkanierpresse ist die Etagenpresse, die es ermöglicht, mehrere Formen gleichzeitig zu pressen und Kautschuk zu Gummi vulkanisieren zu können.