FALLSTUDIE TEMPERN

WAS IST TEMPERN?

Beim Tempern (im Englischen PostVulcanization bzw. Post-Curing) handelt es sich um eine Wärmebehandlung nach dem Formen, die an Vulkanisaten (Gummiprodukten) nach der Vulkanisationsphase durchgeführt wird.

WARUM IST TEMPERN NOTWENDIG?

Während des Temperns werden Produkte erhöhten Temperaturen ausgesetzt, um deren endgültige Vernetzung zu beschleunigen, die physischen Eigenschaften des Materials zu optimieren und die verbleibenden flüchtigen Komponenten und Nebenprodukte der Vernetzungsreaktionen zu entfernen. Die optimale Temperdauer und die optimalen Temperaturverhältnisse sind vom Typ des Materials, der spezifischen Rezeptur, dem Vernetzungssystem und der geplanten Verwendung des Formteiles abhängig. Die Migration und Verdampfung flüchtiger Stoffe sollten bei einer Temperatur erfolgen, die höher ist als die Betriebstemperatur der Umgebung und des Systems, in das das Produkt eingebaut wird. Im Hinblick auf die Bedingungen fürs Tempern wenden Sie sich an den Lieferanten der Verbindungen.

 

Tempern wird standardmäßig bei Formteilen mit Peroxid- oder mit Bisphenol-Vernetzer durchgeführt. Sie kann auch bei Formteilen mit schwefelhaltigem Vernetzer ausgeführt werden, um bestimmte physische Eigenschaften zu verbessern. In einigen Fällen ist Tempern vorgeschrieben und damit obligatorisch.

 

Bei Silikon-Formteilen mit peroxidhaltigem Vernetzer werden durchs Tempern flüchtige Reststoffe, unerwünschte Verunreinigungen und Nebenprodukte, die bei Peroxidreaktionen anfallen, aus dem Produkt entfernt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein makelloses und sauberes sowie geruch- und geschmackloses Produkt entsteht. Soll das Endprodukt mit Lebensmitteln und Wasser in Kontakt kommen, ist Tempern zwingend erforderlich, um die Lebensmittelnomen FDA, BfR, KTW oder WRAS erfüllen zu können.

 

Platinhaltige Vernetzer für Silikonelastomere enthalten zwar keine Peroxide. Um den Anforderungen der Lebensmittel- und Wasservorschriften jedoch gerecht zu werden, müssen auch diese getempert werden. Dabei werden flüchtige Stoffe aus dem Material entfernt und dessen physische Eigenschaften verbessert, insbesondere die bleibende Druckverformung und die Stabilität bei hohen Temperaturen.

 

FKM-basierte Verbindungen werden einer zweiphasigen Vernetzung unterzogen, um die physischen Eigenschaften des Materials zu optimieren und zu erreichen. Die bleibende Druckverformung und die Reißfestigkeit sind zwei der Eigenschaften, die am häufigsten durch Tempern verbessert werden. Der Beginn des Temperprozesses erfolgt in der Regel unter Druck und bei erhöhter Temperatur in einer Form oder einem Autoklaven, wodurch die Porosität des Produktes aufgrund der Bildung von Gasen als Ergebnis der Nebenprodukte von Vernetzungsreaktionen verhindert wird. Während des Temperprozesses wird ein sekundärer Temperprozess durchgeführt. Typische Temperzyklen können zwischen 4 und 24 Stunden andauern. Die Dauer ist abhängig vom Typ des Materials und dem verwendeten Vernetzer. Mehr Informationen – HIER.

WESENTLICHE PARAMETER UND RICHTLINIEN

Die meisten physikalischen Eigenschaften verbessern sich innerhalb der ersten zwei bis vier Stunden. Weitere Verbesserungen der physikalischen Eigenschaften nehmen langsamer zu, deshalb sind langwierige Temperverfahren erforderlich.

 

Der anfängliche Temperaturanstieg im Ofen in Abhängigkeit von der Dauer wird durch die Produktdicke bedingt und muss entsprechend angepasst werden. Produkte mit mehr als 4 mm Stärke benötigen längere Temperzeiten. Ein ausreichender Luftstrom um jedes einzelne Produkt ist äußerst wichtig. Stellen Sie sicher, dass die Gegenstände nicht aufeinander liegen oder sich übereinander stapeln. Achten Sie beim Tempern langer extrudierter Profile darauf, dass es zu möglichst geringem Oberflächenkontakt kommt.

 

Achten Sie während des Temperprozesses auch auf eine ausreichende Frischluftzufuhr. Bei unzureichender Belüftung können hohe Dampfkonzentrationen auftreten, die eine ordnungsgemäße Entgasung verhindern und zu Brand- oder Explosionsgefahr führen. Auch eine schlechte Entgasung und hohe Dampfkonzentrationen im Ofen können in Verbindung mit der klebenden Oberfläche des Produkts zu einer Abnahme der Zugfestigkeit, Dehnung und Druckverformungsbeständigkeit führen. Bei transparenten und farbigen Silikonmischungen ist außerdem mit einer Vergilbung zu rechnen. Um die oben genannten Gefahren zu vermeiden, empfehlen wir einen Frischluftstrom von 120 l/min pro Kilogramm Mischung im Temperofen.

 

Laden Sie niemals Produkte aus unterschiedlichen Materialarten gemeinsam in denselben Temperofen, selbst wenn die Temperbedingungen dieselben sind. Idealerweise sollte man separate Öfen für die einzelnen Materialarten haben, um eine Kreuzkontamination durch Entgasung vollständig zu vermeiden.

 

Wenn Sie an der Gründlichkeit des Temperprozesses der Produkte aus VMQ-Silikonelastomeren für den Lebensmittelkontakt zweifeln, messen und vergleichen Sie den Gewichtsverlust des Referenzmusters mit demjenigen, das vollständig und ordnungsgemäß nachgehärtet wurde. Beachten Sie, dass alle flüchtigen Stoffe nie vollständig entfernt werden können und dass einige flüchtige Substanzen auch nach dem Temperprozess zurückbleiben. Ein gewisser Anteil flüchtiger Stoffe gast bei Silikonprodukten bei erhöhten Temperaturen über einen verlängerten Zeitraum aus. Der nach vier Stunden bei 200 °C verbleibende Gehalt an flüchtigen Stoffen ist gering genug, damit die Produkte die meisten Tests und Anforderungen der Normen für Lebensmittel- und Wasserkontaktmaterialien bestehen.

 

Die üblichen Zeit- und Temperaturbedingungen fürs Tempern sind Folgende:

 

  1. Nachhärtung von VMQ- und FVMQ-Verbindungen mit Peroxid und Platin: 1 Stunde Aufwärmzeit und 4 Stunden bei 200 °C
  2. Nachhärtung schwarzer FKM-Verbindungen mit Bisphenol: 4 Stunden Aufwärmzeit und 20 Stunden bei 240 °C
  3. Nachhärtung gefärbter FKM-Verbindungen mit Bisphenol: 4 Stunden Aufwärmzeit und 20 Stunden bei 220 °C
  4. Nachhärtung von FKM mit Peroxid: 2 Stunden Aufwärmzeit und 4 Stunden bei 230 °C
  5. Nachhärtung von FEPM mit Peroxid: 2 Stunden Aufwärmzeit und 8 Stunden bei 220 °C
  6. Nachhärtung von HNBR-Verbindungen mit Peroxid: 1 Stunde Aufwärmzeit und 2 Stunden bei 160 °C
  7. Nachhärtung von EPDM-Verbindungen mit Peroxid: 1 Stunde Aufwärmzeit und 3 Stunden bei 150 °C

Bestimmte Ausnahmen gelten für metallgebundene Gummiteile, bei denen zu hohe Temperaturen (über 210 °C) während des Temperns die Metalleigenschaften (wenn die Produkte elastisch sein sollen) und die Haftung des Gummis auf dem Metall verändern können. In diesem Fall müssen die Temperbedingungen entsprechend geändert werden.

DIE HÄUFIGSTEN FEHLER BEIM TEMPERN

  • Zu viel Material im Verhältnis zur Ofenkapazität kann zu hohen Konzentrationen an flüchtigen Stoffen führen. Bitte vermeiden.
  • Eine geringe Frischluftzirkulation kann zu hohen Konzentrationen an flüchtigen Stoffen führen. Bitte vermeiden.
  • Keinesfalls einen Küchenofen fürs Tempern verwenden.
  • Das Aufeinanderlegen von Materialien kann zu unzureichendem Tempern führen. Bitte vermeiden.
  • Gleichzeitiges Tempern von Produkten aus verschiedenen Materialien kann zu Kreuzkontamination bzw. Hemmung führen. Bitte vermeiden.