Was bedeutet peroxidisch vernetzt?

Peroxidisch vernetzt beschreibt ein Vernetzungsverfahren, bei dem Peroxide als chemische Initiatoren eingesetzt werden, um eine dauerhafte Quervernetzung in Elastomeren oder Kunststoffen zu erzeugen. Dieses Verfahren wird häufig in der Gummi- und Kunststoffindustrie verwendet, um Materialien mit verbesserten mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften herzustellen. Peroxidische Vernetzung ist besonders in Anwendungen gefragt, bei denen hohe Temperaturen oder spezielle Umgebungen auftreten.

Eigenschaften von peroxidisch vernetzten Materialien

Durch die peroxidische Vernetzung erhalten Materialien eine Reihe von verbesserten Eigenschaften:

• Hohe Temperaturbeständigkeit: Ideal für Anwendungen bei Temperaturen über 150 °C.
• Chemikalienresistenz: Widerstandsfähigkeit gegenüber Ölen, Lösungsmitteln und aggressiven Medien.
• Alterungsbeständigkeit: Geringe Empfindlichkeit gegenüber UV-Strahlung, Ozon und Sauerstoff.
• Gute mechanische Stabilität: Verbesserte Zug- und Reißfestigkeit.
• Thermische Stabilität: Weniger Neigung zu thermischer Degradation.

Wie funktioniert die peroxidische Vernetzung?

Das peroxidische Vernetzungsverfahren basiert auf der chemischen Zersetzung von organischen Peroxiden, die freie Radikale freisetzen. Diese Radikale starten eine Reaktion, die zu einer dauerhaften Quervernetzung der Polymerketten führt:

Verfahrensschritte

1. Peroxidzugabe: Peroxide werden der Polymermischung als Vernetzungsinitiator hinzugefügt.
2. Erwärmung: Die Mischung wird erhitzt, wodurch die Peroxide zerfallen und Radikale freisetzen.
3. Vernetzung: Die Radikale lösen chemische Reaktionen aus, die zu einer dauerhaften Verbindung der Polymerketten führen.
4. Abkühlung: Das Material wird abgekühlt, um die Vernetzungsstruktur zu stabilisieren.

Häufig verwendete Peroxide

• Dicumylperoxid (DCP): Weit verbreitetes Peroxid für die Vulkanisation.
• Bis-(tert-Butylperoxid)-Isopropylbenzol: Geeignet für hochtemperaturfeste Anwendungen.
• Benzoylperoxid: Eingesetzt für spezifische Anwendungen, z. B. in Kunststoffen.

Vergleich: Peroxidische vs. Schwefelvernetzung

Die peroxidische Vernetzung unterscheidet sich von der herkömmlichen Schwefelvernetzung, die häufig in der Gummiindustrie verwendet wird:

Eigenschaft	Peroxidische Vernetzung	Schwefelvernetzung
Temperaturbeständigkeit	Höher (bis 250 °C)	Begrenzt (bis 150 °C)
Chemikalienbeständigkeit	Höher	Geringer
Alterungsbeständigkeit	Besser	Geringer
Flexibilität	Begrenzt	Besser
Anwendungen	Hochtemperatur- und Chemikalienanwendungen	Standardgummi-Anwendungen

Anwendungsbereiche der peroxidischen Vernetzung

Peroxidisch vernetzte Materialien finden in verschiedenen Industrien Anwendung, insbesondere dort, wo hohe Anforderungen an die Materialeigenschaften gestellt werden:

Automobilindustrie

• Motordichtungen: Beständig gegen hohe Temperaturen und aggressive Medien.
• Kraftstoffleitungen: Chemikalienresistente und langlebige Schläuche.

Elektrotechnik

• Kabelisolierungen: Hitzebeständige und langlebige Materialien für Stromleitungen.
• Schutzschläuche: Beständig gegen thermische Belastungen.

Medizintechnik

• Schläuche und Dichtungen: Langlebige und chemikalienbeständige Komponenten.
• Sterile Anwendungen: Hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit für medizinische Geräte.

Bauindustrie

• Dichtungsprofile: Beständig gegen Witterung und Ozon.
• Abdichtungen: Für Hochtemperatur- und chemische Umgebungen geeignet.

Vorteile der peroxidischen Vernetzung

Die peroxidische Vernetzung bietet zahlreiche Vorteile:

• Verbesserte Eigenschaften: Höhere Temperatur-, Chemikalien- und Alterungsbeständigkeit im Vergleich zu anderen Vernetzungsmethoden.
• Breiter Einsatzbereich: Geeignet für verschiedene Materialien wie EPDM, FKM, HNBR oder Silikon.
• Homogene Vernetzung: Gleichmäßige Verteilung der Vernetzungsstellen für stabile Materialeigenschaften.

Herausforderungen der peroxidischen Vernetzung

Die peroxidische Vernetzung bringt auch Herausforderungen mit sich:

1. Geringere Flexibilität: Im Vergleich zur Schwefelvernetzung kann das Material spröder sein.
2. Kosten: Peroxide und der Herstellungsprozess sind teurer als herkömmliche Schwefelvulkanisation.
3. Sensibilität: Peroxide sind temperaturempfindlich und müssen sorgfältig gelagert werden.

Häufige Fragen zur peroxidischen Vernetzung

1. Welche Materialien können peroxidisch vernetzt werden? Typische Materialien sind EPDM, HNBR, FKM, Silikon und andere hitzebeständige Elastomere.
2. Wie unterscheidet sich die peroxidische Vernetzung von anderen Verfahren? Sie bietet bessere thermische und chemische Beständigkeit, jedoch auf Kosten der Flexibilität.
3. Ist peroxidische Vernetzung umweltfreundlich? Peroxidische Vernetzungsmethoden können umweltfreundlicher sein, da weniger Schwefel und Emissionen freigesetzt werden.
4. Wie wird die Qualität peroxidisch vernetzter Materialien geprüft? Durch Tests wie Zugfestigkeit, Härte, Alterungsbeständigkeit und thermische Belastung.

Fazit: Peroxidisch vernetzt als Hochleistungsverfahren

Die peroxidische Vernetzung ist ein unverzichtbares Verfahren, um Materialien mit exzellenter thermischer Stabilität, chemischer Beständigkeit und Langlebigkeit herzustellen. Obwohl sie teurer und weniger flexibel ist als die Schwefelvernetzung, bietet sie entscheidende Vorteile in anspruchsvollen Anwendungen, insbesondere in der Automobilindustrie, Elektrotechnik und Medizintechnik. Die Wahl der richtigen Vernetzungsmethode hängt von den spezifischen Anforderungen des Endprodukts ab.