Heißluftalterung

Bedeutung und Prüfung

Bei der Alterung von Elastomeren handelt es sich um eine Vielzahl von Prozessen, bei denen der vulkanisierte Gummi chemisch oder physikalisch um- oder abgebaut wird. Die durch Alterung hervorgerufenen Schädigungen der Elastomere sind irreversibel, also nicht umkehrbar und machen die Werkstoffe nach einiger Zeit unbrauchbar.

Alterungsprozesse werden durch unterschiedliche Faktoren ausgelöst oder beschleunigt. Hohe Temperaturen gehören zu den kritischen Faktoren und können den Einfluss von Kontaktmedien, Gasen und Strahlung verstärken. Die Wärmebeständigkeit eines Elastomers ist daher eine seiner wichtigsten Eigenschaften.

Alterungsprüfungen versuchen, die ablaufenden Schädigungsprozesse in einer Art Zeitraffer labortechnisch nachzustellen. Im Vergleich zum Alltagseinsatz der Bauteile kommen hier häufig höhere Temperaturen zum Einsatz, um Reaktionen zu beschleunigen.

Bedeutung für die Anwendungstechnik

Anhand der Ergebnisse aus Heißluftalterungsversuchen lassen sich Aussagen zur Temperaturbeständigkeit eines Werkstoffes ohne Einfluss von Kontaktmedien treffen. Daneben können die Ergebnisse für die Einschätzung der zu erwartenden Lebensdauer der geprüften Werkstoffe unter bestimmten Einsatzbedingungen dienen. Wird eine Heißluftalterung mit anderen Prüfungen ergänzt, so erlauben die Ergebnisse auch eine Bewertung der Mischungs- und Verarbeitungsqualität von Elastomeren.

Die Prüfung der Heißluftalterung

Unterschiedliche Verfahren der Heißluftalterung, also künstlichen Alterung, von Kautschuk und Elastomeren werden u.a. in den Normen ISO 188, DIN 53508, ASTM D 573 oder ASTM D 865 definiert.

Bei der Heißluftalterung wird ein genormter Probekörper in einem definierten Zeitraum und bei definierter Temperatur heißer Umgebungsluft ausgesetzt. Dies erfolgt, ja nach Verfahren, mit oder ohne Frischluftzufuhr.

Die Zufuhr von frischer Luft, also von zusätzlichem Sauerstoff, während der Prüfung bewirkt eine zusätzliche Beanspruchung der Probe und führt in der Regel zu stärkeren bzw. schnelleren Reaktionen. Dagegen können Reaktionen mit Luftsauerstoff in abgeschlossener Atmosphäre ohne zusätzliche Luftzufuhr nach Verbrauch des vorhandenen Sauerstoffs zum Erliegen kommen. Beide Prüfvarianten haben in Bezug auf technische Anwendungen ihre Berechtigung.

Die eigentliche Bewertung der Werkstoffe erfolgt über einige wichtige, physikalische Grundeigenschaften, beispielsweise Härte oder Zugfestigkeit und Reißdehnung. Sie werden vor und nach der Heißluftalterung geprüft und die Ergebnisse miteinander verglichen.

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Details zum Thema Heißluftalterung, zu Prüfungen und der praktischen Anwendung erfahren Sie in unseren Fachberichten.

In dem Bericht erfahren Sie mehr zu Alterungsprozessen von Gummiwerkstoffen, den prüftechnischen Grundlagen und Besonderheiten der Heißluftalterung und dem praktischen Nutzen der Prüfungen. Daneben informieren wir Sie über gängige Normen und den darin definierten Prüfverfahren.

Selten ist die Temperatur allein das Problem, sondern meistens die falsche Kombination von Temperatur und Zeit. Im Fachbeitrag erfahren Sie mehr darüber, welche Schäden durch thermische Überlastung an Elastomeren entstehen und wie sie sich in der Praxis auswirken. Wir geben Tipps zu Prüfungen und auf was Sie achten sollten, um thermische Schäden zu vermeiden.