Was versteht man unter Naturkautschuk?

Der Begriff Naturkautschuk bezeichnet einen Bestandteil des Milchsaftes von Pflanzen (Latex), der in getrocknetem Zustand gummiartige Eigenschaften aufweist. Naturkautschuk wurde bis zur Entwicklung synthetischer Kautschuke allgemein als Kautschuk bezeichnet. Alternative Bezeichnungen sind: Gummi elasticum und Resina elastica. Industriell genutzter Naturkautschuk wird aus dem Latex des Kautschukbaumes gewonnen, dessen Rinde angeschnitten wird, damit der Milchsaft austritt und gesammelt werden kann. 

In zahlreichen Pflanzen ist im Latex Kautschuk enthalten: etwa 20.000 Pflanzenarten produzieren Latex, aber nur bei 2.500 Arten wurde Kautschuk im Milchsaft nachgewiesen. Die biologische Funktion des Kautschuks für die Pflanzen ist nicht vollständig geklärt. Es wird jedoch angenommen, dass der Kautschuk Pflanzen bei der Regeneration helfen kann, nachdem sie beschädigt wurden z. B. indem er das Eindringen von Bakterien und Viren in die Pflanzen verhindert.

Naturkautschuk ist einer der wichtigsten Rohstoffe für Wirtschaft und Industrie. Er wird für die Herstellung von unzähligen Produkten verwendet. Naturkautschuk wird nahezu ausschließlich aus Pflanzen des Kautschukbaumes hergestellt und wird als Polymer klassifiziert. Seine chemische Struktur besteht entsprechend aus Molekülen, die sich aus kleineren Molekülen der gleichen Art zusammensetzen.

Die Naturkautschukgewinnung macht gegenwärtig nach wie vor fast die Hälfte der weltweiten Kautschukproduktion aus. Ihren Ursprung hat die Gewinnung von Naturkautschuk in Südamerika, wo der Kautschukbaum erstmals als Nutzpflanze entdeckt und genutzt wurde. Im Laufe der Entwicklung der Vulkanisationsverfahren für Naturkautschuk und die damit verbundenen breiten Nutzungsmöglichkeiten wurde die Produktion deutlich erhöht. Im Laufe der Zeit verlagerte sich der Schwerpunkt der Kautschukgewinnung nach Südostasien, Indien und China. In diesen Regionen wird gegenwärtig der maßgebliche Teil des weltweit eingesetzten Naturkautschuks produziert.

Ein Überblick über die Kabeldurchführungen von GUMMIVOGT


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Gewinnung von Naturkautschuk

Der aus dem Latex des Kautschukbaums gewonnene Kautschuk ist nach der Trocknung zunächst bräunlich und leicht transparent. Der Rohstoff ist relativ temperaturempfindlich und auch gegenüber Ölen, Benzin und anderen Medien löslich. In seiner ursprünglichen Verwendung diente Naturkautschuk als Isolationsüberzug für Textilien und als Formmasse für Gefäße und Schläuche. Erst durch das von Charles Goodyear entwickelte Verfahren der Vulkanisation, das die Umwandlung von Naturkautschuk in Elastomere ermöglichte, ergaben sich zahlreiche neue und industrielle Verwendungsmöglichkeiten für Naturkautschuk. Damit einher ging eine stark erhöhte Nachfrage, die den ersten Kautschukboom in Südamerika auslöste. 

Obgleich im Verlauf des 20. Jahrhunderts zahlreiche synthetische Kautschukarten entwickelt worden sind, deren Herstellung auf die Verarbeitung von Naturkautschuk verzichtet, ist Naturkautschuk nach wie vor ein wichtiger und verbreiteter Rohstoff in der Elastomerproduktion. Die Gründe hierfür liegen in der hohen Strapazierfähigkeit von Naturkautschuk, der in dieser Hinsicht noch immer den synthetischen Elastomeren überlegen ist. Entsprechend werden Gummireifen für anspruchsvolle Anwendungen z. B. im Baugewerbe und Flugzeugbau aus Naturkautschuk produziert. Autoreifen basieren in der Regel auf einer Mischung von Synthese- und Naturkautschuk. Naturkautschuk dient des Weiteren als Bindemittel und wird zu Matratzen, Dichtungen, Kleidung und anderen Alltagsprodukten verarbeitet. Je nach Verwendungszweck wird der Kautschuk im Verlauf seiner Verarbeitung mit Additiven wie Weichmachern, Pigmenten, unterschiedlichen Schutzmitteln oder Rußen versetzt.

Softpuffer

Softpuffer von GUMMIVOGT kommen in zahlreichen Industriezweigen zum Einsatz. Sie lassen sich in Lochungen und Bohrungen problemlos einsetzen und passen sich an variable Wandstärken an. Softpuffer bieten ausgezeichnete Dämpfungseigenschaften und zuverlässigen Schutz. Das jeweilige Dämpfungsverhalten kann durch die unterschiedlichen Kopfformen und Größen der Puffer präzise und nach Bedarf definiert werden.

Ein Überblick über die Puffer und Stopfen von GUMMIVOGT


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Eigenschaften und Verarbeitung von Naturkautschuk

Zu den Eigenschaften von Gummiprodukten auf Basis von Naturkautschuk gehören eine hohe Festigkeit und die Fähigkeit, viele Male gebogen werden zu können, ohne zu brechen. Naturkautschukmischungen sind außergewöhnlich flexibel, sind gute elektrische Isolatoren und resistent gegen zahlreiche korrosive Substanzen. Synthetischer (künstlicher) Kautschuk kann durch unterschiedliche chemische Prozesse hergestellt werden, aber es ist bislang nicht gelungen, einen synthetischen Kautschuk zu produzieren, der alle Eigenschaften von Naturkautschuk hat. Daher kann Naturkautschuk in den meisten seiner Anwendungen nicht durch synthetischen Kautschuk ersetzt werden. Aus diesem Grund ist Naturkautschuk immer noch ein zentraler Rohstoff für die Industrie.

Kautschuk weist einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften auf. Das Spannungs-Dehnungs-Verhalten zeigt den Mullins-Effekt und den Payne-Effekt und wird oft als hyperelastisch beschrieben. Naturkautschuk kristallisiert bei starker Dehnung. Aufgrund des Vorhandenseins von geschwächten C-H-Bindungen in jeder Wiederholungseinheit ist Naturkautschuk anfällig für Vulkanisation sowie empfindlich gegenüber Ozonrissbildung. Die beiden wichtigsten Lösungsmittel für Kautschuk sind Terpentin und Naphtha (Petroleum). Da sich Kautschuk nicht leicht auflöst, wird das Material vor dem Eintauchen durch Zerkleinern fein zerteilt. Um die Koagulation des Rohlatex zu verhindern, kann eine Ammoniaklösung verwendet werden. Kautschuk beginnt bei ca. 180 °C (356 °F) zu schmelzen.      

Unvulkanisierter Naturkautschuk ist viskoelastisch: er verformt sich bei längerer Krafteinwirkung dauerhaft und kehrt nach Wegfall der Kraft nicht vollständig in seine ursprüngliche Form zurück. Der Grund dafür ist, dass die Polymere nicht kovalent miteinander verbunden sind. Nach der Vulkanisation zeigt Naturkautschuk durch die Vernetzung der Polymerketten eine erhöhte Elastizität. Bei niedrigen Temperaturen ist er nun elastisch, d. h. er kehrt nach einer Krafteinwirkung vollständig in seine ursprüngliche Form zurück. Bei hohen Temperaturen hingegen ist das Material noch viskoelastisch. Unterhalb der Glasübergangstemperatur werden sowohl Gummi als auch Kautschuk hart und spröde. Naturkautschuk ist deutlich langlebiger als die gängigen synthetischen Varianten und wird daher z. B. für stark belastete Reifen in der Bauindustrie eingesetzt. Dieser Vorteil beruht auf der scherinduzierten Kristallisation – einer spontanen, reversiblen Versteifung des Materials unter mechanischer Belastung (Überfahren von spitzen Steinen, Glasscherben etc.). In herkömmlichen Autoreifen werden Synthese- und Naturkautschuk miteinander gemischt.