Wenn ein Teil aus Silikon oder Kautschuk aus der Form genommen wird, ist dessen Herstellung noch nicht immer abgeschlossen.
Für bestimmte Anwendungen, insbesondere in den Bereichen Medizin, Lebensmittel, Luftfahrt, Automobilindustrie oder auch in der chemischen Industrie, ist ein zusätzlicher Schritt namens Nachvulkanisierung erforderlich, um die erwarteten Endleistungen zu erzielen.
Was ist Nachvulkanisierung?
Heißvulkanisierbare Elastomere wie Silikone und viele technische Kautschuke erhalten ihre Eigenschaften durch eine chemische Vernetzungsreaktion, die unter dem kombinierten Einfluss von Temperatur, Druck und einem Katalysatorsystem stattfindet.
Nach dem Formpressen ist diese Vernetzung bereits weit fortgeschritten, doch können noch bestimmte flüchtige Verbindungen aus dem Vulkanisationssystem im Material vorhanden sein.
Die Nachvulkanisierung besteht daher darin, die Formteile einer zusätzlichen Wärmebehandlung zu unterziehen, in der Regel in einem belüfteten Trockenschrank bei einer genau festgelegten Dauer und Temperatur.
Dieser Vorgang ermöglicht es:
- einen Teil der verbleibenden flüchtigen Verbindungen zu entfernen;
- die physikalischen Eigenschaften des Formteils zu stabilisieren und zu vereinheitlichen;
- die Langzeitleistung zu verbessern.
Warum wird eine Nachvulkanisierung durchgeführt?
Reduzierung flüchtiger Rückstände
In Lebensmittel-, medizinischen oder pharmazeutischen Anwendungen muss das Vorhandensein extrahierbarer oder flüchtiger Verbindungen begrenzt werden.
Die Nachvulkanisierung trägt zu einer weiteren Reinigung des Materials bei, indem sie die Migration bestimmter Rückstände aus dem Vulkanisierungsprozess nach außen fördert.
Dieser Schritt wird häufig in behördlichen Vorgaben oder den technischen Datenblättern der verwendeten Materialien gefordert.
2.Verbesserung der chemischen Beständigkeit
Die zusätzliche Wärmebehandlung fördert die Verdichtung des Elastomernetzwerks.
Diese kompaktere Struktur ermöglicht in der Regel eine Verbesserung der Beständigkeit gegenüber zahlreichen chemischen Einflüssen:
- Öle,
- Kraftstoffe,
- Lösungsmittel,
- Säuren,
- industrielle Reinigungsmittel.
Diese Eigenschaft ist insbesondere in rauen Umgebungen sehr gefragt.
3.Optimierung der bleibenden Verformung nach Kompression (compression set)
Für eine Dichtung ist es entscheidend, dass sie ihre Fähigkeit, einen Anpressdruck auszuüben, langfristig beibehält.
Die Nachvulkanisierung ermöglicht eine weitere Vernetzung des Materials, reduziert die Anzahl der verbleibenden reaktiven Stellen und beseitigt bestimmte Nebenprodukte. Das Polymernetzwerk wird dadurch stabiler und weist eine bessere Kriechfestigkeit auf.
Das Ergebnis ist häufig eine Verbesserung der bleibenden Verformung nach Kompression (Compression Set), einer wesentlichen Eigenschaft für Dichtungen, die längerer Kompression ausgesetzt sind.
Betrifft dies alle Werkstoffe?
Die am häufigsten nachvulkanisierten Elastomere sind:
- Silikone (VMQ),
- Fluorsilikone (FVMQ),
- Fluorelastomere (FKM),
- Polyacrylate (ACM).
Bei bestimmten massiven Bauteilen, insbesondere aus Fluorelastomeren, muss die Temperaturerhöhung schrittweise erfolgen, um das Entstehen innerer Spannungen zu vermeiden, die zu Rissen führen können.
Ein Vorgang, der an jedes Projekt angepasst werden muss
Die Dauer und die Temperatur der Nachvulkanisierung werden niemals willkürlich gewählt.
Sie hängen insbesondere ab von:
- von der Elastomerformulierung,
- von der Geometrie des Bauteils,
- von seiner Dicke,
- von den angestrebten Leistungsmerkmalen,
- von den normativen Anforderungen des Kunden.
Umgekehrt sind bestimmte spezielle Formulierungen, insbesondere selbstschmierende Elastomere, in der Regel nicht mit diesem Verfahren kompatibel, da die Wärmebehandlung zwangsläufig zur Verdampfung oder Extraktion der im Material enthaltenen Schmiermittel führt.
Unser Fachwissen
Bei Chevalier Cleret Eltec definieren und beherrschen wir die auf die Anforderungen jeder Anwendung zugeschnittenen Nachvulkanisationszyklen, um die erwarteten Leistungen in Bezug auf Dichtheit, chemische Beständigkeit und Langlebigkeit zu gewährleisten.
Unsere Trockenschränke sind mit mehreren Temperaturfühlern ausgestattet, die an verschiedenen Stellen angebracht sind, um eine gleichmäßige Wärmebehandlung zu gewährleisten. Die Temperaturen werden während des gesamten Zyklus kontinuierlich überwacht und aufgezeichnet.
Bei Abweichungen außerhalb der festgelegten Grenzwerte wird automatisch ein optischer und akustischer Alarm ausgelöst. Der Zyklus wird bis zum Ende fortgesetzt, während der Zugang zum Trockenschrank gesperrt bleibt.
Teile, die einen nicht konformen Zyklus durchlaufen haben, dürfen nur von der Qualitätsabteilung freigegeben werden, die als einzige befugt ist, deren Verwendung zu genehmigen. Die betroffenen Produkte werden sofort identifiziert und isoliert und anschließend einer Analyse unterzogen, um die zu ergreifenden Maßnahmen festzulegen: Ausschuss, erneute Wärmebehandlung, eventuelle Ausnahmegenehmigung oder jede andere geeignete Maßnahme.
Haben Sie ein Projekt, für das technische Teile aus Silikon oder Gummi mit hohen Anforderungen an Leistung oder Konformität benötigt werden?
Unsere Teams stehen Ihnen gerne zur Seite, um Sie bei der Auswahl des für Ihre Anforderungen geeigneten Werkstoffs und Herstellungsverfahrens zu unterstützen.