Vulkanisieren von Reifen
Vulkanisieren bedeutet zum einen die Umwandlung von Kautschuk in Gummi und zum anderen das Zusammenfügen von Gummiteilen.
Umwandeln von Kautschuk in Gummi bei der Reifenherstellung (Vulkanisation):
Zum Vulkanisieren wird Schwefel in den Kautschuk in feinster Form durch Walzen eingebracht. Der Schwefel vernetzt die Fadenmoleküle des Kautschuks. So werden diese elastisch. Je mehr von dem Vulkanisiermittel Schwefel eingebracht wird, desto fester und formbeständiger wird der Gummi. Die Dehnbarkeit nimmt dabei ab.
Da die Reaktionszeit mehrere Stunden andauern würde, werden u. a. Beschleuniger in Form von organischen Verbindungen beigegeben.
Die Abbildung links zeigt die losen Fadenmoleküle des Kautschuks ohne Verbindung zueinander. Bei tiefen Temperaturen wäre das Gummi glasartig hart und spröde (verglasen) und bei hohen Temperaturen sehr plastisch. Die losen Fadenmoleküle gleiten aneinander vorbei. Klicke auf das Bild um es zu vergrößern
Der Kautschuk wird beim Vulkanisieren nach hinzugeben der Chemikalien unter Wärmezufuhr von 140-150 Grad Celsius auf 5 bar gepresst. So erfolgt zugleich die Formgabe des neuen Reifens.
Die Abbildung links (klicke, um zu vergrößern) zeigt die Fadenmoleküle des Kautschuks mit den Schwefel- verbindungen zueinander. Der Gummi wird so elastisch, d.h. er kann gedehnt werden, federt aber wieder zurück. Dadurch sowie durch Zugabe vieler weiterer Chemikalien werden die gewünschten Reifeneigenschaften erreicht.
Zur Verringerung der Heizzeit sowie der Vulkanisierungstemperatur werden Aktivatoren, z. B. Zinkoxid beigemischt. Als Weichmacher werden Fettsäuren, Mineralöle und Paraffine verwendet. Dadurch verbessert sich die Elastizität und der Gummi lässt sich besser verarbeiten. Dazu kommen Füllstoffe wie (Gas-)Ruß oder Silika, Zinkoxid, Kreide und Kaolin zum Einsatz. Dadurch verbessern sich Abriebsfestigkeit, Schnittfestigkeit und Zähigkeit. Auch Streckmittel wie Faktis, ein Kautschukstreckmittel bestehend aus pflanzlichen Ölen, und Altgummi in Form von Kautschukregenerat kommen zum Einsatz.
Alterungsschutzmittel schützt vor Ermüdungs- und Rißanfälligkeit sowie Sprödigkeit und verlangsamt die durch Sauerstoff, UV-Strahlung und Wärme bedingten Schäden. Die genaue Zusammensetzung hat entscheidenden Einfluss auf die Qualität der Reifen und bleibt das Geheimnis der Reifenhersteller.
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