NR – Naturgummi IR – Polyisopren
Egenskaber
Hevea-gummi (NR) er det eneste ikke-syntetiske gummi og har været i kommerciel brug siden begyndelsen af det 20. århundrede. Det er en naturligt forekommende elastomer, der udvindes af saften fra Hevea Brasiliensis-træet, der dyrkes på plantager. Det er fuldt bionedbrydeligt og består hovedsagelig af cis-1,4-polyisopren:
Den syntetiske pendant er polyisopren (IR), som kan fremstilles ved polymerisation af 2-methyl-1,3-butadien med Ziegler-Natta-katalysator. Både NR- og IR-gummi blandes ofte med andre ingredienser som f.eks. olier, fyldstoffer, tværbindingsmidler og antioxidanter, hvilket giver mulighed for en alsidig variation af elastomeregenskaberne.
Naturlig og syntetisk polyisopren er billige elastomerer med god træthedsbestandighed og er derfor et glimrende valg til dynamiske anvendelser ved lave og omgivende temperaturer. Naturgummis trækstyrke, strækstyrke, forlængelse og slidstyrke er fremragende inden for dets arbejdstemperaturområde på ca. -50 °C til +100 °C. Den kemisk lignende syntetiske polyisopren har en lavere styrke end naturgummi, men bedre egenskaber ved lave temperaturer. I anvendelser, hvor der er behov for konsistens og god forarbejdbarhed, er syntetisk polyisopren ofte det bedre valg. Da polymeriseringen af isopren foregår under nøje kontrollerede forhold, er der meget lille variation i sammensætning, struktur og de deraf følgende egenskaber, hvorimod naturgummi indeholder naturligt forekommende urenheder, og molekylvægten varierer med gummitræets vækstbetingelser. Begge dele har en mærkbar indvirkning på gummiets fysiske egenskaber og forarbejdningsmuligheder. Generelt har syntetisk gummi en bedre modstandsdygtighed over for ældning og vejrlig og er lettere at forarbejde på grund af sin lavere viskositet. Det er også ofte mere kompatibelt med andre gummier som f.eks. SBR og EPDM.
Naturlig og syntetisk gummi adskiller sig fra hinanden i mikrostrukturen; naturgummi består næsten udelukkende af cis-1,4-polymer, mens syntetisk isopren er en blanding af cis-1,4, trans-1,4 og 3,4-polymer. Mængden af cis-1,4 er typisk mellem 90 og 98 %. En forøgelse af cis-1,4 sænker normalt glasovergangstemperaturen, øger krystalliniteten og forbedrer den mekaniske styrke. Derfor er trækstyrke og rivefasthed for syntetisk polyisopren normalt noget lavere end for naturgummi.
Men selv om naturgummi (NR) og poyisopren (IR) kan anvendes sammen med vand, polære organiske stoffer (organiske syrer, alkoholer, ketoner) og visse fortyndede syrer og alkalier, er andre elastomerer såsom EPDM at foretrække til disse anvendelser. Både naturlige og syntetiske isoprengummiforbindelser angribes af upolære opløsningsmidler, brændstoffer og oliebaserede olier. De har også en dårlig varmebestandighed og er modtagelige for angreb fra ozon på grund af tilstedeværelsen af dobbeltbindinger i polymerryggen, som er udsat for termisk og oxidativ nedbrydning. Nedbrydningen sker generelt gennem kædespaltning og forårsager et fald i de mekaniske egenskaber.
KOMMERCIELLE IR/NR-elastomerer
De største producenter af polyisoprengummi er Firestone, Eni, Cray Valley, LG Chem, GoodYear og Lanxess.