Absätze

Conti Primus

Der Herrenabsatz Nora Primus ist mein Standard.

Conti Excellent

Der Herrenabsatz Excellent ist ein sehr Abriebfester Absatz aus Neopren

LLoyd

Vibram 1205 8mm

Gummi

Der Begriff Gummi (aus dem ägyptischen kami) bezeichnete ursprünglich Kautschuk oder andere kautschukähnliche Pflanzensäfte (Milchsaft), die beim Eintrocknen durch Polymerisation zu plastisch-elastischen Feststoffen verhärten. Sie enthalten einen wasserlöslichen Anteil und Gummiharze (Latex). Gummi ist heute ein vielseitiger Werkstoff.

Gummi arabicum ist der Name für den Saft einer afrikanischen Akazie.

Als Werkstoff Gummi wird heute vulkanisierter Kautschuk bezeichnet. Kautschuk ist im Milchsaft (Latex) von tropischen Pflanzen enthalten und wird hauptsächlich aus dem Kautschukbaum (Hevea brasiliensis, ein Wolfsmilchgewächs) gewonnen. In der Natur dient er dem Schutz des Baumes, denn er dichtet verletzte Stellen vor Bakterienbefall ab. Pflanzlicher Kautschuk wird auch Naturkautschuk bzw. Naturlatex genannt.

Heute wird Kautschuk jedoch hauptsächlich synthetisch hergestellt. Synthetischer Kautschuk besteht meist aus Styrol und Butadien; andere Rohstoffbasen sind Styrolacrylat, Reinacrylat, Vinylacetat. Der erste wirtschaftlich nutzbare war der Styrol-Butadien-Kautschuk, ein weiterer ist Neopren.

Naturkautschuk besteht aus langen Polyisopren-Ketten, welche durch Zusatz von Schwefel unter Druck und Hitze vernetzt werden können, wodurch dieses sehr elastische Material entsteht. Dieser Vulkanisierung genannte Vorgang wurde 1839 von Charles Goodyear entdeckt. Laut Archäologen des MIT kannten mittelamerikanische Ureinwohner das Erhitzen von Kautschuk mit Schwefel allerdings schon vor 3600 Jahren. Die Besonderheit des Gummis besteht darin, dass es extrem dehnbar ist (Elastomer).

Gummi als industriell gefertigter Feststoff ist grundsätzlich vulkanisiert und enthält somit immer etwas Schwefel. Bezeichnungen wie „100 % Naturkautschuk“ bzw. „reines Naturlatex“ (z. B. auf Einweghandschuhen) sind daher irreführend, denn unvulkanisierter (schwefelfreier) Kautschuk hätte die Konsistenz von Lakritzschnecken (bricht bei Kälte, klebt und zersetzt sich stinkend bei Sommerhitze) und wäre als Werkstoff praktisch unbrauchbar. Die Bezeichnung meint somit nur, dass keine synthetischen Kautschukanteile enthalten sind, doch wird sie oft auch werbewirksam benutzt, um anzudeuten, dass es keine giftigen Zusatzstoffe enthält, denn im Gegensatz zu den meisten synthetischen Elastomeren ist Naturgummi ungiftig. International wird neben dem natürlichen Pflanzensaft auch das daraus gefertigte Gummi als Latex bezeichnet, obwohl „Latexgummi“ eindeutiger wäre. Allerdings werden die Begriffe „Kautschuk“ bzw. „Latex“ von Chemikern in anderen Zusammenhängen auch für synthetische Gummi-Ausgangsstoffe benutzt (z. B. in Worten wie „Silikonkautschuk“ oder „Latexfarbe“), was die Sache umso verwirrender macht.

Gummi als Werkstoff

Ein Großteil der industriellen Gummiproduktion geht in die Reifenherstellung, wobei verschiedene Kautschuksorten verwendet werden, um ein Optimum an Belastbarkeit, Abrieb und Straßenhaftung zu erzielen. Naturkautschuk ist bernsteinfarben und wird für Autoreifen mit künstlich hergestelltem Ruß zur Modifikation der Eigenschaften (z. B. Abrieb, Reißfestigkeit, Härte) gemischt. Daraus resultiert die schwarze Färbung. Für Reifen, die in verschiedenen Farben bereits zum Kauf angeboten werden, wird hingegen hochaktives Silikat verwendet, um die Eigenschaften zu verbessern.

Zur Verbesserung der Haltbarkeit und Verarbeitbarkeit wird industrielles Kautschuk-Gummi mit Zusatzstoffen versetzt, von denen manche giftig sind. Zum Beispiel werden organische Lösemittel, Vulkanisationsbeschleuniger und -verzögerer, Farbstoffe, Füllstoffe und Antioxidantien hinzugefügt.

Die einfachste Form von Naturgummi besteht hingegen nur aus Naturkautschuk, Wasser und etwas Schwefel. Da diese Mischung auch ohne Erhitzen langsam von selbst vulkanisieren würde, wird etwas Ammoniak hinzugefügt, welches die Mischung durch basischen pH-Wert flüssig und somit lagerfähig hält. Wird die Mischung der Luft ausgesetzt, verdunstet das Ammoniak, sodass die Vulkanisation beginnt. Hitze kann den Vorgang beschleunigen, ist jedoch nicht zwingend notwendig, daher wird solch eine Mischung auch als giftfreier Kleber für Latexgummi, als lösbarer Papierkleber (z. B. Copydex® Rubber Cement) und als Flüssiglatex für Bodypainting verwendet. Reines Naturgummi ist in seiner Dehnbarkeit (7- bis 10fach) den meisten synthetischen Gummisorten überlegen und besitzt aufgrund spezieller pflanzlicher Kautschukbestandteile (z. B. Proteine) eine unerreicht geringe innere Reibung, was seine Kontraktionsgeschwindigkeit erhöht und die Erwärmung bei mechanischer Beanspruchung (z. B. dem Abrollen von Reifen) reduziert. In reiner Form ist es durchscheinend beige und wird bei starker Dehnung durch Kristallisation fast völlig transparent. Durch Feuchtigkeit und Umwelteinflüsse dunkelt es allerdings bräunlich nach. Nachteil dieser Gummisorte ist ihre große Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen; so wird es z. B. durch alle Öle und Fette (außer Silikonöl) und sogar Dauernässe zersetzt.

Reines Naturgummi ist recht umweltfreundlich, denn es basiert auf nachwachsenden Rohstoffen, ist ungiftig und sogar kompostierbar. Zum Kautschukanbau werden Flächen nachhaltig genutzt (also nicht ständig neue gerodet), allerdings handelt es sich i. a. um Monokultur und manche befinden sind auf ehemals gerodeten Regenwaldflächen.

Naturgummi ist besonders in frisch hergestelltem oder durchnässten Zustand leicht klebrig und neigt vor allem zu starkem Verkleben mit sich selbst (was durch Molekülvernetzung bis zu dauerhaften Verwachsungen führen kann). Hiergegen wird die Oberfläche zumeist mit Puder oder Silikonöl behandelt oder mit einer festen Beschichtung versehen. Als Puder diente häufig Talkum, das jedoch beim Einatmen die Lunge schädigt. Weil das glasartige Mineral vom Körper nicht abbaubar ist, setzen Fresszellen Säure frei, die vor allem eigenes Gewebe angreift. Wiederholter Kontakt kann daher zur Latexallergie führen, wenn das (auf Erkennung von Proteinen optimierte) Immunsystem fälschlich Latexproteine für den Angreifer hält, die als harmloser Gummibestandteil am Talkum haften. Die Nutzung biologisch abbaubaren Puders (z. B. Maisstärke) hilft diese Gefahr zu vermeiden, doch können auch giftige Zusatzstoffe im Gummi die Allergie auslösen, wenn sie z. B. mit Puder eingeatmet werden. Durch Gebrauch von Silikonöl kann auf Puder verzichtet werden, doch ist auch dieses im Körper nicht abbaubar und darf keinesfalls als Spray in die Lunge gelangen.

Um technische Gummisorten gegen Öl und Nässe unempfindlich zu machen, werden sie mit stabilisierenden Chemikalien versetzt oder aus synthetischem Kautschuk hergestellt. Wegen seiner Haftfähigkeit und unübertroffen geringen inneren Reibung enthalten Fahrzeugreifen auch heute noch einen Anteil Naturkautschuk. Flugzeugreifen für Jumbojets sind sogar frei von synthetischem Kautschuk, da dessen höhere innere Reibung den Reifen beim Landen überhitzen würde.

Gummi ist nicht unbegrenzt lagerfähig. Radiergummis, Dichtgummis und Gummiringe werden mit der Zeit spröde und reißen bzw. radieren nicht mehr. Alte Autoreifen sind eine Gefahr, weil sie während der Fahrt platzen können. Diese Alterungserscheinungen von Latex-basiertem Gummi beruhen vor allem auf Umwelteinflüssen, daher werden zum Schutz meist Antioxidantien oder Oberflächenbeschichtungen zugefügt. Besonders Luftschadstoffe wie Ozon, die Kombination aus UV-Licht und Sauerstoff sowie Dauernässe und Kontakt mit reaktiven Metallen (z. B. Kupfer, Silber) führen zur Versprödung des Materials, wobei Risse besonders an mechanisch belasteten Stellen entstehen. Öle, Fette (außer Silikonöl) und Weichmacher (z. B. aus Kontakt mit Weich-PVC) zersetzen Naturgummi hingegen zu einer klebigen Masse, wobei schon ölige Ausdünstung es langfristig schädigen können. Zersetzung von Kautschuk-Gummi (besonders durch Ozon) verfärbt oft dessen Oberfläche gräulich und bewirkt im Allgemeinen schon sehr früh einen charakteristisch bitteren Geruch, was zum Aufspüren von Schäden nutzbar ist. Luftdicht, trocken, kühl und dunkel aufbewahrtes Gummi zersetzt sich bei korrekter Herstellung jedoch kaum und kann problemlos Menschenleben überdauern. Allerdings führt Alterung zur Verhärtung durch fortschreitende Vernetzung der Molekülstränge; auch dies kann bei falscher Mischung (überschüssiger Schwefel) zur Versprödung führen, doch kommt es normalerweise vorher zum Stillstand.

Die verbreitete Vorstellung, das Gummi würde beim Verspröden „austrocknen“ ist falsch; Latexgummi enthält keine weichmachenden Flüssigkeiten, die dabei verdunsten. Allerdings enthalten manche Gummisorten zum Schutz vor Umwelteinflüssen Wachse, die z. B. bei Reifen durch die Walkbewegung beim Abrollen an die Oberfläche treten. Werden Reifen unbewegt Sonne und Ozon ausgesetzt, kann das an der Oberfläche oxydierende Wachs nicht durch neu austretendes Wachs ersetzt werden, sodass die Gummioberfläche selbst angegriffen wird. Hierdurch werden unbewegt draußen lagernde Reifen leichter brüchig als am Fahrzeug regelmäßig genutzte. Winterreifen lagert man daher optimal trocken, waagerecht, licht- und luftgeschützt in Plastiktüten aus PE oder PP.

Bei Anwendungsfällen, in denen es ausschließlich auf die elastischen Eigenschaften oder den Reibungskoeffizienten von Kautschuk-Gummi ankommt, ist eine Erneuerung verhärteten Gummis möglich. D. h. dort wo die Eigenschaften einer Knete verlangt werden, kann Essigsäure zur Regeneration dienen. Essigsäure zertrennt die Kautschuk-Gummi-Molekülnetze; kurzes Benetzen mit einer Lösung aus je 1/2 Essigsäuressenz (38%-ig) und Spiritus regeneriert die Elastizität des Gummis (zulasten der Festigkeit) und reinigt zugleich die Oberfläche. In Abhängigkeit von der Einwirkungsdauer quillt das Gummi auf; es quillt auf bis zum völligen Verlust jeglicher Festigkeit. Mögliche Anwendungssfälle sind etwa Probleme mit dem Papiertransport (Papierstau / Transportstau) bei einem alten Drucker / ADF Scanner / Kopierer, unbrauchbare (rote) Kautschuk-Radiergummis an Bleistiften oder undichte Fahrradventile. Materialabtragende Verfahren (Sandpapier) verändern die Oberflächenbeschaffenheit. Dieses Verfahren regeneriert lediglich die Elastizität; es basiert auf molekularen statt makroskopischen Effekten. Da die Tinktur keine gesundheitsgefährdenden vernetzungsbehindernden Einlagerungsmoleküle enthält, wirkt sie nur für zirka ein Jahr. Keinesfalls (!) ist Essigsäure bei mechanisch belasteten Komponenten (Gummiringen, Dichtgummiringen) oder sicherheitskritischen Bauteilen (Reifen, Luftfedern, Hydraulikschläuchen) anzuwenden. Verhärtetes Gummi lässt sich oft auch durch Behandlung mit kochendem Wasser wieder erweichen, wobei ähnliche Einschränkungen wie bei Essigsäure gelten.

Mechanisch beanspruchte Gummi-Bauteile können nicht regeneriert werden.

Gummi ist aufgrund der Molekülvernetzung nicht schmelzbar; bei Überhitzung zersetzt es sich bleibend zu einer klebrigen Masse. Naturgummi ist dabei nicht sonderlich hitzebeständig; schon bei nur 60 °C verliert es nach wenigen Stunden an Festigkeit. Generell beschleunigt Wärme alle Zersetzungsvorgänge des Materials. Andererseits gibt jedoch erst die Umgebungswärme dem Gummi überhaupt erst Kraft zu kontrahieren, da es als Elastomer aus ihr seine Energie bezieht. Beispielsweise ziehen sich bei Kälte verschrumpelte Luftballons erst dann zusammen, wenn man sie mit der warmen Hand berührt.

Bei großer Kälte (bei Naturgummi ca. -40 °C) gefriert Gummi glashart und bricht bei Belastung spröde. Doch schon bei geringerer Kälte kann Latexgummi mit niedrigem Schwefelanteil in Kältestarre verfallen (teilweises kristallisieren), wodurch es lederig steif und bruchempfindlich wird (z. B. bei schwarzen Latexmanschetten von Trockenanzügen im Winter). Zum Aufwecken muss es auf eine deutlich (um einige 10 K) höhere Temperatur erwärmt werden als jene, bei der es erstarrte.

Anders als Metallfedern verträgt Gummi keine lang andauernde starke Dehnung oder Punktbelastung, da es sonst seine Kraft verliert und an Erschöpfung „stirbt“ (Materialermüdung). Die Zersetzung durch Schadstoffe wie Ozon wird hierbei extrem verstärkt, da die durch Belastung stark gespannten Molekülketten durchs Zerren der Schadmoleküle leichter reißen. Besonders sichtbar wird dieses bei Latex-Luftballons, die je nach Ozonbelastung aufgeblasen nur Tage bis wenige Wochen überstehen, während sie ungedehnt viele Jahre überdauern. Zur Vermeidung von Punktbelastung dürfen Gegenstände aus Gummifolie daher nicht überkreuz (also eine horizontal gefalteten Kante nochmals vertikal) gefaltet gelagert werden, da sonst an kreuzförmig geknickten Stellen Löcher entstehen. (Richtig ist in nur eine Richtung (oder gar nicht) zu falten und in die andere aufzurollen.) Auch scharf geknickte Lagerung (z. B. durch auf Faltstellen liegende Gewichte) schadet dem Material.

Je weiter ein Stück Gummi gedehnt wurde und je länger die Dehnung andauert, desto länger braucht das Material nach Entlastung, um sich wieder zu erholen. Zu starke Dehnung führt zu bleibender Verformung, doch lässt sich auch diese oft durch Zuführen von Wärme und Bewegung (z. B. per warmer Dusche, Fön oder Handmassage) weitgehend rückgängig machen.

Angerissenes oder -geschnittenes Gummi reißt bei Dehnung extrem leicht weiter, was zu spontanem Totalversagen nur leicht beschädigter Teilen führen kann (Beispiel: durch Nadelstich platzender Luftballon). In kritischen Anwendungen muss es daher ständig auf Einrisse kontrolliert, oder das Weiterreißen durch konstruktive Maßnahmen verhindert werden (z. B. Textilkaschierung von Schlauchboot-Material, Aufbau von Bungee-Seilen aus vielen Einzelsträngen).

Auszug aus: http://www.chemie.de/lexikon/Gummi.html

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