NR – Naturgummi IR – Polyisopren
Egenskaper
Heveagummi (NR) är det enda icke-syntetiska gummit och har använts kommersiellt sedan början av 1900-talet. Det är en naturligt förekommande elastomer som utvinns ur saften från Hevea Brasiliensis-trädet som odlas på plantager. Det är helt biologiskt nedbrytbart och består huvudsakligen av cis-1,4-polyisopren:
Den syntetiska motsvarigheten är polyisopren (IR) som kan framställas genom polymerisering av 2-metyl-1,3-butadien med Ziegler-Natta-katalysator. Både NR- och IR-gummi blandas ofta med andra ingredienser som oljor, fyllmedel, tvärbindare och antioxidanter, vilket möjliggör en mångsidig variation av elastomeregenskaperna.
Naturlig och syntetisk polyisopren är billiga elastomerer med god utmattningsbeständighet och är därför ett utmärkt val för dynamiska tillämpningar vid låga och omgivande temperaturer. Naturgummis draghållfasthet, töjning och nötningsbeständighet är utmärkt över dess arbetstemperaturområde på cirka -50°C till +100°C. Den kemiskt liknande syntetiska polyisoprenen har lägre hållfasthet än naturgummi men bättre egenskaper vid låga temperaturer. I tillämpningar där konsistens och god bearbetbarhet krävs är syntetisk polyisopren ofta det bättre valet. Eftersom polymeriseringen av isopren sker under noggrant kontrollerade förhållanden är variationen i sammansättning, struktur och resulterande egenskaper mycket liten, medan naturgummi innehåller naturligt förekommande föroreningar och molekylvikten varierar med gummiträdets tillväxtförhållanden. Båda har en märkbar inverkan på gummins fysiska egenskaper och bearbetbarhet. Generellt sett har syntetiskt gummi bättre motståndskraft mot åldrande och väderlek och är lättare att bearbeta på grund av sin lägre viskositet. Det är också ofta mer kompatibelt med andra gummisorter som SBR och EPDM.
Naturligt och syntetiskt gummi skiljer sig åt i mikrostrukturen; naturgummi består nästan helt och hållet av cis-1,4-polymeren medan syntetiskt isopren är en blandning av cis-1,4-, trans-1,4- och 3,4-polymeren. Mängden cis-1,4 ligger vanligen i intervallet 90-98 %. En ökning av cis-1,4 sänker vanligtvis glasövergångstemperaturen, ökar kristalliniteten och förbättrar den mekaniska hållfastheten. Draghållfastheten och rivmotståndet hos syntetisk polyisopren är därför vanligen något lägre än hos naturgummi.
Och även om naturgummi (NR) och poyisopren (IR) kan användas med vatten, polära organiska ämnen (organiska syror, alkoholer, ketoner) och vissa utspädda syror och alkalier, är andra elastomerer, t.ex. EPDM, att föredra för dessa tillämpningar. Både naturliga och syntetiska isoprengummiblandningar angrips av opolära lösningsmedel, bränslen och petroleumbaserade oljor. De har också dålig värmebeständighet och är känsliga för angrepp av ozon på grund av förekomsten av dubbelbindningar i polymerens ryggrad som är känsliga för termisk och oxidativ nedbrytning. Nedbrytningen sker i allmänhet genom kedjeklyvning och orsakar en minskning av de mekaniska egenskaperna.
KOMMERSIELLA IR/NR-elastomerer
De största tillverkarna av polyisoprengummi är Firestone, Eni, Cray Valley, LG Chem, GoodYear och Lanxess.