Elastomer
Definition
- Bezeichnung für ein Polymer, dass sich auf mindestens das Doppelte seiner
Ausgangslänge dehnen lässt und nach dem Wegfall der dehnenden Kraft wieder
in seine Ausgangslage zurückkehrt.
Bemerkungen
- Elastomere sind gemäß der Definition gummielastische Stoffe.
- Antrieb für diese Gummielastizität ist die Entropie.
- Vereinfacht gesagt ist die Entropie ein Maß für die Unordnung in
einem System.
- Und ebenso vereinfacht gesagt, streben alle Dinge nach einer
möglichst hohen Unordnung, also einer hohen Entropie.
- Die Polymerketten in einem Elastomer liegen nun sehr
"unordentlich" aufgewickelt und miteinander verknäuelt vor, sie
haben also eine sehr hohe Entropie.
- Wird nun von außen ein Zug auf das Elastomer ausgeübt, so werden die
Molekülketten in seinem Inneren dazu gezwungen, sich in Richtung des Zuges
anzuordnen, wodurch die Unordnung im System sinkt und sie folglich in einen
entropieärmeren Zustand überzugehen.
- Bei genügend großem Zug können sogar kristalline Bereiche
entstehen, die extrem geordnet und entropiearm sind. Wird noch weiter
gedehnt, so reißt das Elastomer, da Kristalle allgemein sehr spröde
sind.
- Ein anderer Grund für das Reißen kann sein, dass die einzelnen
Polymerketten durch die Belastung so weit auseinandergezogen wurden,
dass die intermolekularen Wechselwirkungen nicht mehr ausreichen um sie
zusammenzuhalten.
- Ist das Elastomer jedoch nicht überdehnt worden, so gehen die Molekülketten
beim Wegfall der Zugbelastung wieder in ihre alte, entropiereiche,
verknäuelte Form über, wobei sich das Elastomer wieder zusammenzieht.
- Durch eine lockere Quervernetzung kann man Elastomere herstellen, die zwar
schwerer dehnbar sind, sich aber beim Loslassen auch besser wieder zusammenziehen.
- Die Kunst liegt hier darin, die Quervernetzung so einzustellen, dass
sie nicht dazu führt, das Elastomer zu fest und dann auch spröde zu
machen.
- Quervernetzte Elastomere sind - genau wie Duroplaste - nicht
schmelzbar, auch sie bestehen praktisch aus einem einzigen riesigen
Molekül.
- Laut DIN-Norm sollen nur quervernetzte Elastomere als Elastomere
bezeichnet werden. Für andere, nicht kovalent vernetzte Elastomere, sind
die Bezeichnungen "thermoplastische Elastomere" oder
"Thermoelaste" zu verwenden, da sie aufgrund ihrer Schmelzbarkeit
und anderer Verarbeitungseigenschaften eher mit den Thermoplasten
vergleichbar sind.
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