Blog über Polyurethan vs. Gummi: Eigenschaften und Anwendungen im Vergleich

Was ermöglicht es bestimmten Materialien, ihre Widerstandsfähigkeit in rauen Umgebungen zu bewahren, während andere mit der Zeit abgebaut werden? Im Bereich der technischen Materialien sind Gummi und Polyurethan zwei weit verbreitete Elastomere mit unterschiedlichen Leistungseigenschaften. Dieser Artikel untersucht ihre Eigenschaften, vergleicht ihre Vorteile und gibt Hinweise für die Materialauswahl in verschiedenen Anwendungen.

Gummi stellt eine Klasse hochelastischer Polymere dar, deren Ursprünge auf Naturkautschuk aus Latex zurückgehen. Während Naturkautschuk eine ausgezeichnete Elastizität bietet, führten seine Einschränkungen in Bezug auf Witterungsbeständigkeit, Ölbeständigkeit und Haltbarkeit zur Entwicklung synthetischer Alternativen.

Moderne synthetische Kautschuke umfassen:

• Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)
• Nitrilkautschuk (NBR)
• Neopren (CR)
• Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM)

Diese Varianten erfüllen spezifische Leistungsanforderungen. NBR zeichnet sich durch Ölbeständigkeit für Dichtungsanwendungen aus, während EPDM eine überlegene Witterungsbeständigkeit für den Außeneinsatz aufweist. Allerdings weisen Gummimaterialien im Allgemeinen im Vergleich zu fortschrittlichen Polymeren Einschränkungen in Bezug auf Belastbarkeit, Druckverformungsrest und Verschleißfestigkeit auf.

Polyurethan (PU) entsteht durch die Reaktion von Polyolen mit Isocyanaten und erzeugt ein vielseitiges Material mit einstellbaren Eigenschaften. Die beiden primären PU-Kategorien weisen unterschiedliche Eigenschaften auf:

Bildet während des Aushärtens irreversible vernetzte Netzwerke und bietet außergewöhnliche thermische Stabilität, chemische Beständigkeit und mechanische Festigkeit.

Bietet Recyclingfähigkeit und Verarbeitbarkeit durch reversible thermische Übergänge bei gleichzeitiger Beibehaltung einer guten Elastizität.

Im Vergleich zu Gummi zeigt Polyurethan in mehreren Dimensionen eine überlegene Leistung:

• Höhere Belastbarkeit
• Reduzierter Druckverformungsrest
• Erhöhte Abrieb- und Schnittfestigkeit
• Verbesserte Öl- und Ozonbeständigkeit

Polyurethan weist typischerweise eine 3-5-mal höhere Abriebfestigkeit als Gummimischungen auf, mit einer Shore-Härte von 10A bis 75D im Vergleich zu der engeren Skala von 30A bis 90A bei Gummi.

PU-Formulierungen behalten ihre Stabilität bei Einwirkung von Ölen, Sauerstoff und Ozon, wo Gummi abgebaut wird. Fortschrittliche PU-Verbindungen enthalten UV-Stabilisatoren für Anwendungen im Freien, bei denen Gummi Schutzbeschichtungen benötigt.

Unter gleichen Bedingungen halten Polyurethan-Komponenten in Hochleistungsanwendungen oft 2-8 mal länger als Gummi-Pendants.

• Reifenherstellung (60 % des Naturkautschukverbrauchs)
• Kostengünstige Dichtungslösungen
• Schwingungsisolationssysteme

• Industrieräder und -rollen
• Auskleidungen für Bergbauausrüstung
• Hochleistungsdichtungen
• Fahrwerkskomponenten für Kraftfahrzeuge

Die Materialauswahl zwischen Polyurethan und Gummi beinhaltet das Abwägen von Leistungsanforderungen gegen Kostenüberlegungen. Während Gummi Vorteile in preisempfindlichen Anwendungen beibehält, bietet Polyurethan eine überlegene Leistung in anspruchsvollen Umgebungen. Kontinuierliche Fortschritte in der Polyurethan-Technologie erweitern sein Potenzial, Gummi in zusätzlichen Anwendungen zu ersetzen, bei denen eine längere Lebensdauer und ein geringerer Wartungsaufwand höhere Anfangskosten rechtfertigen.