EPDM-Profile Herstellung: Extrusion und ihre Besonderheiten | Rexio

Die Robustheit in Form gebracht: Einblicke in den Herstellungsprozess von extrudierten EPDM-PROFILEN

EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) ist ein äußerst vielseitiges Elastomer, das sich durch seine hervorragende Witterungs-, Ozon- und Chemikalienbeständigkeit auszeichnet. Extrudierte EPDM-Profile finden breite Anwendung in der Bauindustrie, der Automobilbranche, der Elektroindustrie und vielen anderen Bereichen, wo Langlebigkeit und zuverlässige Dichtungseigenschaften gefragt sind. Doch wie werden diese widerstandsfähigen Profile hergestellt? Tauchen wir ein in den Extrusionsprozess von EPDM.

Die Basis: Was ist EPDM und wie wird es hergestellt?

EPDM gehört zur Familie der synthetischen Kautschuke. Seine Herstellung basiert auf der Copolymerisation von Ethylen und Propylen mit einem geringen Anteil eines Dien-Monomers (meist Dicyclopentadien, Ethylidennorbornen oder 1,4-Hexadien), das die spätere Vulkanisation ermöglicht.

Herstellungsverfahren von EPDM

Der Polymerisationsprozess:

Die Polymerisation von Ethylen, Propylen und dem Dien-Monomer erfolgt in der Regel in Lösung oder in der Gasphase unter Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren. Diese Katalysatoren ermöglichen die gezielte Steuerung der Polymerstruktur und somit der Eigenschaften des resultierenden EPDM-Kautschuks.

Der Polymerisationsprozess umfasst typischerweise folgende Schritte:

1. Zuführung der Monomere: Ethylen, Propylen und das Dien-Monomer werden in einem Reaktor unter präzise kontrollierten Bedingungen eingebracht.

2. Zugabe des Katalysators: Der Ziegler-Natta-Katalysator wird zugeführt, um die Polymerisationsreaktion zu starten.

3. Polymerisation: Die Monomere reagieren miteinander und bilden lange Polymerketten des EPDM.

4. Abbruch der Reaktion: Die Polymerisation wird durch Zugabe eines Abbruchmittels gestoppt.

5. Aufarbeitung: Das resultierende EPDM-Polymer wird vom Lösungsmittel getrennt, gewaschen und getrocknet.

   
   

Die genauen Reaktionsbedingungen und die Art des verwendeten Dien-Monomers beeinflussen die Vernetzungsmöglichkeiten und die endgültigen Eigenschaften des EPDM-Materials.

Die Besonderheiten der EPDM-Extrusion

Die Extrusion von EPDM-Profilen ähnelt im Grundprinzip der Extrusion anderer Elastomere. Es gibt jedoch einige spezifische Aspekte, die bei der Verarbeitung von EPDM beachtet werden müssen, um hochwertige Profile mit den gewünschten Eigenschaften zu erzielen.

Mischungsherstellung:

Vor der Extrusion wird der EPDM-Kautschuk mit verschiedenen AdditivenCompoundiert, um die Verarbeitungseigenschaften und die endgültigen Eigenschaften des Profils zu optimieren. Zu diesen Additiven gehören unter anderem:

• Füllstoffe: Wie Ruß oder Kreide zur Verbesserung der Festigkeit und Abriebfestigkeit.

• Weichmacher: Zur Reduzierung der Viskosität und Verbesserung der Flexibilität.

• Vulkanisationsmittel: Wie Schwefel oder Peroxide, die für die spätere Vernetzung des EPDM unerlässlich sind.

• Beschleuniger und Aktivatoren: Zur Steuerung der Vulkanisationsgeschwindigkeit.

• Schutzmittel: Gegen Ozon- und Witterungseinflüsse.

• Farbpigmente: Zur Einfärbung der Profile.

  
  

Die sorgfältige Auswahl und Dosierung dieser Additive ist entscheidend für die Qualität des Endprodukts.

Extrusionsprozess:

Der compoundierte EPDM-Kautschuk wird dem Extruder zugeführt, in dem er durch eine rotierende Schnecke transportiert, homogenisiert und unter Druck durch eine formgebende Düse gepresst wird. Die Temperaturzonen im Extruder müssen präzise gesteuert werden, um eine optimale Viskosität des Materials zu gewährleisten und eine vorzeitige Vulkanisation (Anvulkanisation) zu verhindern.

Vulkanisation:

Nach der Extrusion ist das EPDM-Profil noch nicht vollständig ausgehärtet. Um seine endgültigen mechanischen Eigenschaften und seine Formstabilität zu erhalten, muss es vulkanisiert (vernetzt) werden. Dies geschieht in der Regel durch:

• Heißluftvulkanisation: Die Profile werden in einem Heißluftkanal bei kontrollierter Temperatur und Zeit vulkanisiert.

• Dampfvulkanisation: Die Vulkanisation erfolgt unter Dampfdruck, was eine schnellere und effizientere Vernetzung ermöglicht.

• Mikrowellen-Vulkanisation: Hierbei wird die Wärme durch Mikrowellenenergie erzeugt.

Die Wahl des Vulkanisationsverfahrens und die genauen Bedingungen (Temperatur, Zeit) hängen von der EPDM-Mischung und der Profilgeometrie ab.

Herausforderungen und wichtige Aspekte bei der EPDM-Extrusion:

• Homogenität der Mischung: Eine gleichmäßige Verteilung aller Additive im EPDM ist entscheidend für konsistente Produkteigenschaften.

• Vermeidung von Anvulkanisation: Die Temperaturkontrolle im Extruder ist wichtig, um eine vorzeitige Vernetzung des Materials zu verhindern, die zu Verarbeitungsfehlern führen kann.

• Kontrolle des Schrumpfungsverhaltens: EPDM neigt während der Vulkanisation zum Schrumpfen. Dieses Verhalten muss bei der Werkzeugauslegung berücksichtigt werden, um die geforderten Maßtoleranzen zu erreichen.

• Oberflächenqualität: Eine glatte und fehlerfreie Oberfläche ist oft ein wichtiges Qualitätsmerkmal.

• Einhaltung von Spezifikationen: Die extrudierten Profile müssen die geforderten technischen Spezifikationen hinsichtlich Härte, Zugfestigkeit, Dehnung, Witterungsbeständigkeit usw. erfüllen.

  
  

Weitere Verarbeitungsarten von EPDM

Neben der Extrusion wird EPDM auch in anderen Verfahren verarbeitet:

• Spritzgießen: Für die Herstellung komplexer 3D-Formen und großer Stückzahlen, beispielsweise Dichtungen für die Automobilindustrie.

• Formpressen: Geeignet für die Herstellung von großformatigen Dichtungen oder Formteilen.

• Kalandrieren: Zur Herstellung von EPDM-Folien oder -Bahnen.

  
  

Co-Extrusion von EPDM: Funktionale Profile nach Maß

Auch EPDM lässt sich im Co-Extrusionsverfahren verarbeiten, um Profile mit unterschiedlichen Eigenschaften in einem Bauteil zu vereinen. Typische Anwendungen sind:

• Profile mit einem harten EPDM-Gerüst für die Stabilität und einem weicheren EPDM-Dichtlippe für die Abdichtung.

• Profile mit unterschiedlichen Farben oder Oberflächenstrukturen.

• Profile, bei denen bestimmte Bereiche eine höhere Beständigkeit gegen spezielle Medien aufweisen.

  
  

Die Co-Extrusion von EPDM erfordert eine präzise Abstimmung der Materialflüsse und Vulkanisationsbedingungen der verschiedenen Komponenten.

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Fazit: EPDM-Extrusion – Robustheit und Vielseitigkeit für anspruchsvolle Anwendungen

Die Extrusion von EPDM-Profilen ist ein ausgereifter Prozess, der die inhärenten Vorteile dieses widerstandsfähigen Elastomers optimal nutzt. Durch die sorgfältige Auswahl der Rohstoffe, die präzise Steuerung des Extrusions- und Vulkanisationsprozesses sowie die Möglichkeit der Co-Extrusion entstehen EPDM-Profile, die in puncto Langlebigkeit, Witterungsbeständigkeit und Anpassungsfähigkeit höchsten Ansprüchen genügen. Vertrauen Sie auf die Expertise der Rexio GmbH & Co. KG für Ihre individuellen EPDM-Profil-Lösungen.