Von der Masse zur Klasse

Elastomere sind langkettige Polymere, die im unvernetzten Zustand thermoplastische Eigenschaften besitzen. Sie werden mit steigender Temperatur weich und sind somit extrudierbar. Erst durch Vulkanisation (Vernetzung) wird eine eng- oder weitmaschige Struktur ausgebildet. Die Vernetzung erfolgt je nach Material durch halogenfreie Peroxide oder mittels Strahlenvernetzung. Dadurch erhalten Elastomere viele zusätzliche Qualitäten, wie eine hohe Temperaturstabilität, Flexibilität und gute mechanische Beständigkeit, selbst bei sehr niedrigen Temperaturen. Aufgrund ihrer hohen Elastizität finden Elastomere nach Zug- und Druckbelastung in ihre ursprüngliche Form zurück.

So werden Elastomere verwendet für:

Kurzzeichen

Chemische Bezeichnung

VDE Bez.

Dauerbetriebs-temperatur 3000h [°C]

Dauerbetriebs-temperatur 20.000h [°C]

Schmelzbereich [°C]

Zugfestigkeit [Mpa]

Dehnung [%]

Härte

Spez. Durchgangswiderstand bei 20°C

Durchschlags-festigkeit

Dielektrizitätszahl bei 1MHz, 20°C

LOI

Flammwidrigkeit

Halogenfrei

EPDM

Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk

3G

100

-40 to 90

vernetzt

5-25

200 - 450

40A - 90D

>10^15

30

3,0 - 4,0

25 - 35

gering bis gut

ja

EVA

Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk

4G

150

-40 to 120

vernetzt

5-15

>200

70A - 90D

10^12 - 10^14

30

4,0 - 7,0

<22

gering

ja

XVH

HEW-Mantelmischung

-

150

-60 to 125

vernetzt

>10

>200

40D - 60D

>10^12

20

-

>26

sehr gut

ja

FKM

Fluorkautschuk

-

200

-20 to 180

vernetzt

5-13

200

60A - 61D

-

-

6,0 - 9,0

40

sehr gut

nein

Wir bei HEW-KABEL besitzen eine ausgezeichnete Expertise in der Verarbeitung von Elastomeren. In der hauseigenen Compoundierung entwickeln und produzieren wir anwendungsoptimierte Mantel- und Isolationsmaterialen, welche mittels hochmoderner Fertigungsanlagen verarbeitet werden. So ergeben sich zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten und Produkte, die genau auf die Bedürfnisse unserer Kunden abgestimmt sind.

Fertigungskompetenzen Elastomere

Extrusion

Extrusion

Um Elastomer als Isolation oder Mantel auf den Leiter zu bringen, wird das Material in einem Extruder verarbeitet. Hierfür werden Warmextruder verwendet, welche üblicherweise aus einem Motor, Zylinder, einer Schnecke und einem Extrusionskopf bestehen.

Im ersten Schritt wird das Kunsstoffgranulat über einen Trichter in den Zylinder eingeführt und mit Hilfe von Reibungsenergie kontinuierlich aufgeschmolzen. Die so genannte Schnecke fördert und verdichtet die geschmolzene Masse, welche mit stetigem Druck über den Extrusionskopf und einem geeigneten Mundstück ausgeformt wird. Druck und Verarbeitungstemperatur sind je nach verwendetem Material unterschiedlich.

Im Anschluss an die Extrusion muss bei Elastomeren eine Vernetzung durchgeführt werden. Diese „Aufrüstung“ ermöglicht erst den Einsatz in Umgebungsbedingungen, denen das Material andernfalls nicht standhalten würde.

Vernetzung

Vernetzung EPDM, EVA und FKM

Bei EPDM, EVA und FKM findet direkt nach der Extrusion die Vernetzung bzw. Vulkanisation über ein spezielles Verfahren im Drucksalzbad statt. Das sogenannte PLCV-Verfahren (pressurised liquid continuous vulcanisation) hat gegenüber konventioneller Verfahren den Vorteil, dass Druck und Temperatur unabhängig voneinander eingestellt werden können. Dadurch lassen sich hohe Temperaturen bei niedrigem Druck realisieren.

Als Wärmeübertragungsmedium dienen geschmolzene Salze, die eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen und somit sehr effizient Energie in das System einbringen. Diese Energie wird benötigt um die Zerfallsreaktion (welche geschwindigkeitsbestimmend für die Vernetzungsreaktion ist) der Peroxid-Vernetzer zu starten. Kabel und Leitungen, die im Drucksalzbad vernetzt wurden, haben – im Vergleich zu konventionellen Verfahren – eine glattere Oberfläche und verbesserte mechanische Eigenschaften.

Vernetzung XVH

Vernetzung XVH

Die Weiterverarbeitung von XVH muss nicht direkt nach der Extrusion erfolgen, da die Vernetzung nicht durch eine chemische Reaktion, sondern durch kurzwellige elektromagnetische Strahlen (Gammastrahlen) erfolgt. Die Vernetzung über Gammastrahlen erfordern aufwändige Strahlenschutzmaßnahmen. Daher werden unsere Leitungen bei einem externen Unternehmen vernetzt. Je nach Material und Wandstärke muss die Strahlendosis berechnet und eingestellt werden.

Der Mechanismus der Strahlenvernetzung basiert auf der Anregung eines Moleküls. Dieses bildet unter Abspaltung eines Wasserstoffatoms ein Polymerradikal, welches mit einer weiteren Polymerkette eine Vernetzung erzeugt. Der Vorteil von Strahlenvernetzung ist, dass sie bei Raumtemperatur erfolgt und keine weiteren Vernetzungsmittel erfordert. Leitungen, die strahlenvernetzt wurden, können deutlich höheren Temperaturen standhalten und weisen ein deutlich verbessertes Verschleißverhalten sowie stabileres Brandverhalten auf.