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Lexikon der Chemie: Elastomere

Elastomere, Polymere, die kautschukelastisches Verhalten zeigen (Kautschukelastizität). Wegen der hohen Kettenbeweglichkeit der E. liegt die Glastemperatur weit unterhalb ihrer Gebrauchstemperatur (≈ -80 °C). Zu den E. gehören alle Produkte aus natürlichem und synthetischem Kautschuk sowie zahlreiche Polymere mit kautschukähnlichen Eigenschaften (Tab.).

Die E. nehmen eine Zwischenstellung zwischen Festkörpern und Flüssigkeiten ein. Sie haben wie die Festkörper im unbeanspruchten Zustand eine definierte Gestalt, die sie auch nach sehr starker Verformung im kautschukelastischen Bereich, bis auf eine geringe bleibende Verformung (Formänderungsrest), wieder annehmen, und einen relativ scharfen Schmelzpunkt. Bei der Dehnung zeigen sie Kristallisationserscheinungen. Mit den Flüssigkeiten haben sie gemeinsam, daß durch kleine äußere Kräfte erhebliche Formveränderungen hervorgerufen werden, daß sie weiterhin im ungedehnten Zustand amorph sind, ein Kompressibilitätsverhalten wie Flüssigkeiten zeigen und daß sie niedermolekulare Stoffe in sich auflösen oder in sich diffundieren lassen können. Das festkörperähnliche Verhalten beruht auf chem. und physikalischen Bindungen zwischen den Kettenmolekülen, die das Aneinandervorbeigleiten der Ketten bei der Dehnung begrenzen. Chem. Bindung zwischen den makromolekularen Ketten erreicht man primär z. B. durch Zugabe vernetzender Verbindungen während des Polymerisationsprozesses, sekundär durch Vulkanisation am fertigen Polymerisat, z. B. Einführen von Schwefelbrücken durch Schwefelvulkanisation des Kautschuks oder durch Einführen von Etherbrücken bei der Vulkanisation von Polychlorbutadien mit Magnesiumoxid. Physikalische Bindungen entstehen durch Ausbildung kristalliner Bereiche, durch Zugabe bestimmter Stoffe, wie Ruß, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, oder durch die bei sehr hohen relativen Molekülmassen sich bildende Verflechtung. Die flüssigkeitsähnlichen Eigenschaften setzen voraus, daß die Molekülteile wie in einer Flüssigkeit leicht beweglich sind. Die Beweglichkeit kann erhöht werden durch Mischpolymerisation (innere Weichmachung) oder durch mechanisches Einarbeiten von Stoffen (äußere Weichmachung).

Elastomere. Tab.: Natürliche und synthetische Elastomere.



Neben den genannten Bedingungen, die zwar Substanzen grundsätzlich als E. definieren, müssen jedoch zur praktischen Verwertbarkeit noch andere Bedingungen erfüllt sein. Die Substanz muß verstärkende Füllstoffe, wie Ruß, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid, aufnehmen können. Außerdem muß sie mit Vulkanisationsmitteln und deren Beschleunigern reagieren können, sie muß in Gegenwart von Sauerstoff und Feuchtigkeit gegen Licht und Hitze beständig sein und darf in Wasser und organischen Lösungsmitteln nur wenig quellen.

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