Acrylat-Kautschuk

Acrylat-Kautschuk ist ein Co- bzw. Terpolymer aus Ethylacrylat und weiteren Acrylaten mit einem geringen Anteil eines die Vulkanisation unterstützenden Monomers. Er wird mittels radikalisch initiierter Emulsionspolymerisation oder per Suspensionspolymerisation hergestellt. Die Vernetzung erfolgt unter anderem über Diamine, Fettsäurenseifen und Peroxide.

ACM zeichnet sich durch eine hohe Sauerstoff-, Ozon- und Temperaturbeständigkeit sowie eine gute Hitze- und Chemikalienbeständigkeit aus, weist jedoch eine schlechte Hydrolysebeständigkeit und eine höhere Wasseraufnahme auf.

Die Quellbeständigkeit gegenüber Mineralölen ist besser als bei Acrylat-Ethylen-Polyethylen-Kautschuk (AEM/Vamac®).

Acrylat-Kautschuk wird vor allem in der Automobilindustrie genutzt, da dieses Material auch bei höheren Temperaturen gegen Motoren-, Getriebe- und Automatikgetriebeöl (ATF) beständig ist. Der Temperatureinsatzbereich liegt zwischen -20 °C und +150 °C, wobei die neueste Generation, HT-ACM (hochtemperaturbeständige Polyacrylat-Elastomere), bis zu 175 °C dauertemperaturbeständig ist. Gefertigt werden aus ACM unter anderem Motor- und Getriebedichtungen, Turboladerschläuche, O-Ringe, Membrane und Schlauchapplikationen. Darüber hinaus findet es für Beläge von Walzen Verwendung.

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.

Rolf Müller
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