1. Grundlegender Prozessablauf
Es gibt viele Arten von Gummiprodukten, deren Herstellungsprozess jedoch im Wesentlichen gleich ist. Die Herstellung von Gummiprodukten aus Vollgummi – also Rohgummi – umfasst sechs grundlegende Schritte: Plastifizierung, Mischen, Kalandrieren, Extrudieren, Formen und Vulkanisieren. Selbstverständlich sind auch die Rohstoffaufbereitung, die Endbearbeitung, die Qualitätskontrolle und die Verpackung unerlässlich. Die Gummiverarbeitungstechnologie zielt hauptsächlich darauf ab, den Zielkonflikt zwischen Plastizität und Elastizität zu lösen. Mithilfe verschiedener technologischer Verfahren wird der elastische Gummi in plastifizierten Gummi umgewandelt. Anschließend werden verschiedene Zusatzstoffe zu Halbzeugen hinzugefügt, die schließlich durch Vulkanisation zu Gummiprodukten mit hoher Elastizität und guten physikalischen und mechanischen Eigenschaften veredelt werden.
2. Rohstoffvorbereitung
Der wichtigste Rohstoff für Gummiprodukte ist Rohkautschuk, der durch künstliches Abschneiden der Rinde von in den Tropen und Subtropen wachsenden Kautschukbäumen gewonnen wird.
Verschiedene Mischungszusätze sind Hilfsstoffe, die hinzugefügt werden, um bestimmte Eigenschaften von Gummiprodukten zu verbessern.
Fasermaterialien (Baumwolle, Hanf, Wolle und verschiedene Chemiefasern, synthetische Fasern und Metallmaterialien, Stahldrähte) dienen als Gerüstmaterialien für Gummiprodukte, um die mechanische Festigkeit zu erhöhen und die Produktverformung zu begrenzen. Bei der Rohmaterialaufbereitung müssen die Zutaten gemäß der Rezeptur genau abgewogen werden. Um eine homogene Vermischung von Rohkautschuk und Compoundiermittel zu gewährleisten, ist eine Materialaufbereitung erforderlich. Der Rohkautschuk wird in einem Trockenraum bei 60–70 °C erweicht und anschließend zerkleinert. Das Compoundiermittel, wie beispielsweise Paraffin, Stearinsäure oder Kolophonium, ist klumpig und muss zerkleinert werden. Enthält das Pulver mechanische Verunreinigungen oder grobe Partikel, muss es gesiebt werden, um flüssige Bestandteile wie Kiefernteer und Cumaron zu entfernen. Diese müssen erhitzt, geschmolzen, verdampft und filtriert werden. Blasenbildung während der gleichmäßigen Vulkanisation beeinträchtigt die Produktqualität.
3. Weichmachen
Rohgummi ist elastisch und weist nicht die für die Weiterverarbeitung notwendige Plastizität auf, weshalb er sich nur schwer verarbeiten lässt. Um seine Plastizität zu verbessern, muss der Rohgummi mastikuliert werden. Dadurch kann das Compoundiermittel beim Mischen leichter und gleichmäßig im Rohgummi dispergiert werden. Gleichzeitig wird die Permeabilität des Gummis verbessert, sodass er während des Kalander- und Formgebungsprozesses besser in das Fasergewebe eindringen und die Formbarkeit erhöhen kann. Dieser Prozess des Abbaus der langkettigen Moleküle des Rohgummis zur Erzeugung von Plastizität wird als Mastikation bezeichnet. Es gibt zwei Verfahren zur Plastifizierung von Rohgummi: die mechanische und die thermische Plastifizierung. Bei der mechanischen Mastikation werden die langkettigen Gummimoleküle durch mechanische Extrusion und Reibung des Weichmachers bei niedriger Temperatur vom hochelastischen in den plastischen Zustand überführt. Bei der thermischen Plastifizierung wird heißer Druckluft unter Einwirkung von Wärme und Sauerstoff in den Rohgummi geleitet, um die langkettigen Moleküle abzubauen und zu verkürzen und so Plastizität zu erzielen.
4.Mischen
Um sich an unterschiedliche Einsatzbedingungen anzupassen, verschiedene Eigenschaften zu erzielen und die Leistung von Gummiprodukten zu verbessern sowie Kosten zu senken, müssen dem Rohgummi verschiedene Zusatzstoffe beigemischt werden. Beim Mischen wird der mastizierte Rohgummi mit dem Zusatzstoff vermischt und dieser in einer Gummimischmaschine mechanisch gleichmäßig im Rohgummi dispergiert. Das Mischen ist ein wichtiger Prozess in der Gummiproduktherstellung. Ist die Mischung nicht gleichmäßig, können die Eigenschaften des Gummis und der Zusatzstoffe nicht voll zum Tragen kommen, was die Produktleistung beeinträchtigt. Das nach dem Mischen erhaltene Gummimaterial wird als Mischgummi bezeichnet. Es handelt sich um ein Halbzeug für die Herstellung verschiedener Gummiprodukte, allgemein bekannt als Gummimaterial, das üblicherweise als Handelsware verkauft wird. Käufer können das Gummimaterial direkt weiterverarbeiten, formen und zu den gewünschten Gummiprodukten vulkanisieren. Je nach Zusammensetzung gibt es eine Reihe verschiedener Qualitäten und Sorten mit unterschiedlichen Eigenschaften.
5. Formgebung
Bei der Herstellung von Gummiprodukten wird der Prozess der Vorfertigung verschiedener Formen und Größen durch Kalander oder Extruder als Formgebung bezeichnet.
6. Vulkanisierung
Die Umwandlung von Kunststoffgummi in elastischen Gummi wird als Vulkanisation bezeichnet. Dabei wird eine bestimmte Menge an Vulkanisationsmitteln wie Schwefel, Vulkanisationsbeschleunigern usw. hinzugefügt. Die linearen Moleküle des Rohgummis vernetzen sich durch die Bildung von „Schwefelbrücken“ zu einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur, wodurch die Kunststoffgummimischung zu einem hochelastischen Vulkanisat wird.
Veröffentlichungsdatum: 29. März 2022
