Herstellung von Acrylatkautschuk
Polyacrylat-Elastomere basieren auf unterschiedlichen Monomeren wie Ethylacrylat (EA), Butylacrylat (BA), Methoxyethylacrylat (MEA) sowie Ethoxyethylacrylat (EEA). Diese Monomere sind mit vernetzungsaktiven Co-Monomeren gekoppelt, üblich sind 2-Chlorvinylether, Vinylchloracetat, Allylglycidylether sowie Acrylsäure. Entsprechend werden die Eigenschaften der ACM-Kautschuke durch die Struktur der genannten Monomere und Co-Monomere beeinflusst. ACM-Kautschuke werden üblicherweise durch radikalische Emulsionspolymerisation hergestellt, die Einstellung der Molmasse erfolgt über die eingesetzte Menge an Polymerisationsinitiator.
Eigenschaften von Acrylat-Kautschuk
Die chemische Struktur der Ester-Gruppen und der Aufbau der Comonomere beeinflussen die Eigenschaften der Acrylat-Kautschuke. So fällt die Glasübergangstemperatur mit steigender Kettenlänge der Estergruppe deutlich ab, die Beständigkeit gegenüber Ölen nimmt entsprechend zu. Elastomere aus Acrylatkautschuk zeichnen sich durch eine ausgezeichnete Hitze- und Heißölbeständigkeit aus. In der Heißölbeständiglkeit sind Vulkanisate aus Acrylat-Kautschuk denen aus NBR deutlich überlegen, ACM ist resistent gegen Motoröle mit modernen Additiven, Getriebeöle, ATF-Öle und Schmierfette. Er verfügt über eine hohe Oxidations-, Alterungs- und Ozonbeständigkeit. Das Kälteverhalten ist allerdings nicht immer ausreichend. Gleiches gilt für die Festigkeit, Elastizität, die Wasseraufnahme und die Hydrolysebeständigkeit.
In Wasser, Dampf, Kraftstoffen und aromatischen Lösungsmitteln ist Acrylat-Kautschuk unbeständig.
Die wichtigsten Eigenschaften von ACM im Überblick:
- sehr gute Wetter-, Ozon- und Heißluftbeständigkeit,
- mittlere Festigkeit,
- geringe Elastizität,
- temperaturbeständig von -30 bis +150 °C, kurzzeitig bis +160°C,
- relativ ungünstiges Kälteverhalten,
- gute Beständigkeit gegen Mineralöle,
- mäßige Beständigkeit gegenüber Kraftstoffen,
- mittlere Rückprallelastizität,
Im Vergleich zu den meisten anderen Kautschuktypen ist Acrylat-Kautschuk widerstandsfähiger gegen das Aufblähen in tierischen, pflanzlichen und mineralischen Ölen. Diese Eigenschaft verringert sich bei ansteigender Temperatur. Die Trockenlaufeigenschaft dieses Materials ist schlecht. Außerdem eignet es sich nicht, um in Wasser oder bei sehr niedrigen Temperaturen eingesetzt zu werden.
Da ACM-Kautschuke in amorpher Form vorliegen, benötigt man aktive Füllstoffe, wie z.B. Ruße mit mittlerer Aktivität, um ausreichende mechanische Eigenschaften einzustellen. Für die Vernetzung von ACM-Kautschuken werden in Abhängigkeit von den eingesetzten Comonomeren Diamine, Seifen-Schwefel Systeme oder Triazine eingesetzt.
HT-ACM - Spezial-Acrylat-Kautschuk für höhere Temperaturen
Für gestiegene Anforderungen bezüglich der Temperaturbeständigkeit wurden mittlerweile HT-ACM-Varianten entwickelt, die einen Temperaturbereich von -40 bis +185 °C, kurzzeitig sogar bis zu +200 °C abdecken.
ACM-Kautschuke können im Pressverfahren (CM), Transferpressverfahren (TM) oder im Spritzgußverfahren (IM) verarbeitet werden. Des Weiteren kann man auch ACM-Mischungen auf kontinuierlichen Vulkanisationsanlagen vulkanisieren. Über 90 Prozent der ACM-Produkte kommen in der Automobilindustrie zur Anwendung. Vor allem bei hohen Stückzahlen ist Acrylat-Kautschuk eine vernünftige Alternative. Verwendet wird ACM insbesondere in Form von Simmerringen, Gehäusedeckeln, O-Ringen, Ölwannen-Dichtungen sowie Motor- und Getriebe-Dichtungen.