Elastomer – co to jest?

Elastomer jest polimerowym tworzywem sztucznym lub naturalnym, które wyróżnia się wysoką zdolnością do odwracalnej deformacji. Materiał ten dobrze odkształca się pod wpływem ściskania, naprężania i innych sił mechanicznych, ale jednocześnie szybko powraca do swojego kształtu, ponieważ ciągłość struktury nie zostaje przerwana. Jedną z najpopularniejszych grup elastomerów syntetycznych są gumy i sylikony, a naturalnych kauczuk.

Elastomery – właściwości

Najważniejszą właściwością elastomerów jest ich duża odkształcalność pod wpływem obciążeń (niektóre gumyna bazie kauczuku można rozciągać nawet o 100% bez obaw o przerwanie ciągłości ich struktury). Cecha ta jest uzyskiwana dzięki charakterystycznej budowie chemicznej tworzyw.

Elastomer to usieciowane polimery amorficzne o niskiej temperaturze zeszklenia. Można porównać je doplątaniny długich i cieniutkich cząsteczek makaronu. Łańcuchy polimerów (pozostające w temp. powyżej zeszklenia) mogą wykonywać ruchy segmentalne (skoordynowana zmiana konformacji grup 3-5 merów). Zdolność do ruchów segmentalnych pozwala łańcuchom polimerowym prostować się pod wpływem sił mechanicznych. Dzięki temu materiał zbudowany z polimerów amorficznych może zmieniać swoje wymiary. W momencie, gdy zewnętrzne naprężenia przestają działać, łańcuchy polimerowe wykonują ruchy segmentalne i samoistnie się skręcają. To powoduje powrót materiału do jego pierwotnej formy.

Nowoczesne techniki produkcyjne pozwalają nadać elastomerom szereg cennych właściwości:

  • niepalność,
  • odporność na ścieranie,
  • odporność na niekorzystne czynniki atmosferyczne (wilgoć, promienie UV, zmiany temperatur),
  • zdolność do tłumienia drgań,
  • elektroizolacyjność,
  • olejoodporność (guma NBR),
  • kwasoodporność (guma EPDM).

Elastomer – jak powstaje?

Zdolność wysokiej odkształcalności elastomer otrzymuje podczas wulkanizacji, czyli niezbyt gęstego usieciowania chemicznego. Proces ten pozwala uzyskać materiał z odpowiednio silnymi oddziaływaniami pomiędzy cząsteczkami polimerowymi. W przypadku zbyt słabego oddziaływania, tworzywo byłoby rozciągliwe, ale po ustaniu siły naprężającej łańcuchy polimerowe nie zaczęłyby samorzutnie się skręcać. W efekcie materiał nie odzyskałby swoich pierwotnych rozmiarów (można byłoby porównać go do plasteliny). Zbyt silneoddziaływania pomiędzy cząsteczkami, doprowadziłyby do powstania tworzywa, które nie miałoby zdolności do zmiany rozmiaru przy zachowaniu ciągłości struktury (materiał pod wpływem rozciągania mógłby pęknąć).

Specjalistyczny proces wulkanizacji pozwala, aby elastomer zyskał plastyczność i odporność na zerwanie oraz zachował formę ciała stałego w temperaturze pokojowej.

Elastomer – zastosowanie

Wysoka odporność i szereg pożądanych właściwości sprawiają, że elastomer znajduje bardzo szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu (np. samochodowym i maszynowym, chemicznym, farmaceutycznym, spożywczym, włókienniczym).

Z tego elastycznego tworzywa powstają m.in.:

  • dętki i opony,
  • uszczelki statyczne,
  • uszczelnienia techniczne dla instalacji wodnych,
  • uszczelki do okien,
  • wykładziny antypoślizgowe,
  • podkłady antywibracyjne,
  • elementy izolacyjne,
  • odboje,
  • elementy przeznaczone do tłumienia hałasu i drgań.

Elastomer to uniwersalne tworzywo, a zróżnicowane techniki produkcyjne pozwalają mu nadać cechy i właściwości dopasowane do zastosowań w niemal każdej dziedzinie gospodarki.