Hållbart och elastiskt – i 700 år

Naturgummi kommer från Paragummiträdet, parakautschukträdet eller Hevea brasiliensis som det heter på latin. Trädet växer naturligt i Amazonas i Sydamerika men planteras också i sydöstra Asien och Västafrika för gummiproduktion.

Historien om gummit är mytomspunnet. Det berättas att det upptäcktes redan under medeltiden då Columbus såg invånare på Haiti spela spel med elastiska bollar som studsade mycket bättre än de bollar som användes i Europa. Faktum är att befolkningen på de västindiska öarna och delar av Central- och Sydamerika kände till, och använde, gummi för olika ändamål långt innan övriga världen hade någon kännedom om materialet. Innan gummit gjorde sitt intåg i den moderna världen användes bland annat korkplattor som stötdämpning och inlägg i skor.

Gummit utvecklades långsamt mellan 1400- och 1700-talet då ett fundamentalt problem kvarstod att lösa. Utmaningen var att råda bot på gummits stora nackdel – att det blev hårt och sprött i kyla och klibbigt och mjukt i värme. Under 1800-talet gjordes flera misslyckade försök att förbättra gummits egenskaper så att det skulle bli formstabilt, torrt och böjligt i stället för mjukt och klibbigt.

År 1839 – 100 år innan andra världskriget – upptäcker amerikanen Charles Nelson Goodyear att om man blandar in en mindre mängd svavel i gummit och värmde upp det så erhöll gummit de önskade egenskaperna – något som vi idag kallar vulkanisering eller vulkning.

Vulkning ger gummit önskade egenskaper

Vulkning är en process vid vilket gummi, genom förändring av dess kemiska struktur, med hjälp av tvärbindning överförs till elastiskt tillstånd. Vid vulkning förbättras och utvidgas de elastiska egenskaperna till att gälla över ett större temperaturområde. Efter sin fundamentala upptäckt fick Charles Nelson Goodyear år 1844 patent på vulkning – samma år som vi i Sverige framför vår nationalsång för första gången

Den bästa egenskapen hos gummit är att det är elastisk och fungerar lite som en stålfjäder där den dämpar en stöt eller vibration. Skillnaden mellan gummi och en stålfjäder är att gummit har en låg egenfrekvens vilket gör att den är lämplig att använda för dämpning av vibration.

Hårdhetsmätning av gummi

Hårdhet är en kvantitet för material som beskriver hur stor kraft som behövs för att deformera ett material. Hårdhet är inte detsamma som densitet. Densitet är ett mått på ett materials täthet, vilket betyder vilken massa materialet har per volymkvantitet.

Man skiljer på två huvudgrupper för hårdhetsmätning:

• Plastisk mätning, där provningen deformerar och orsaker ett bestående märke i provet.
• Elastisk mätning, där provet återfår sin ursprungliga form efter provningen är slutfört.

Gummits hårdhet eller styvhet bestäms genom att mäta hur långt en trubbig mätspets kan tryckas in i gummit.

Ursprungligen fanns ett flertal metoder för hårdhetsmätning, men numera är det huvudsakligen två metoder som används, Shore och IRHD.

Hårdhetsmätning med Shore ISO 7619

Den äldsta metoden för hårdhetsmätning är Shore-metoden från 1915, där en stympad kon trycks in i gummit med fjäderkraft och avläsningen sker efter 3 sekunder. Tidigare användes avläsningstiden ”inom en sekund”, men detta är nu ändrat till 3 sekunder i ISO 7619 för att öka noggrannheten.

Shore-metoden har ett flertal skalor (A, B, C, D, AO, DO, O, OO och AM). Av dessa specificeras de fyra vanligaste i ISO-standarden. Shore A används till normal gummihårdhet, Shore D till hårt gummi och Shore AO till mjukt gummi.

Alla Shoremätskalorna har ändlägena 0 och 100, där 0 är ”oändligt” mjukt och 100 ”oändligt” hårt.  Det finns Shoremätare för att mäta gummits hårdhet.

Hårdhetsmätning enligt IRDH-metoden

IRHD-metoden (International Rubber Hardness Degrees) är en utveckling av Shore-metoden gjord inom ISO för att förbättra noggrannheten vid hårdhetsmätning.

Flera olika gummityper

Naturgummi (NR)

Naturgummi kallas det gummi som utvinns ur växtsaften (latexen) från gummiträdet, Hevea Brasiliensis.

Vulkat naturgummi är billigt, slitstarkt, elastiskt och har hög nötningsbeständighet. Det lämpar sig väl att använda i temperaturer mellan -30 och 80° C men är varken olje- eller bensinbeständigt. För att öka nötningsbeständigheten tillsätts ofta kimrök, det är därför naturgummi ofta är svart, trots att gummit i det rena tillståndet är gulaktigt.

Isoprengummi (IR)

IR baseras på syntetiskt framställd cis-polyisopren. Det har då liknande mekaniska egenskaper men är ett mycket renare material som kan lämpa sig bättre för livsmedels- eller medicinsk industri.

Styrenbutadiengummi (SBR)

SBR utvecklades i Tyskland under 1930-talet. SBR liknar naturgummi mycket i egenskaperna men är något beständigare mot nötning, värme och väder (ozon). Bildäck består ofta av en blandning av naturgummi och SBR.

Nitrilgummi (NBR)

Tack vare nitrilgummis goda förmåga att motstå bensin och olja används det ofta i oljeslangar men även i livsmedelsförpackningar för produkter i kontakt med fetter. NBR tål långvariga temperaturer upp till 90° C men är inte så vädertåligt. För att komma runt det senare blandas ofta ungefär en tredjedel PVC i.

Butylgummi (IIR)

Butylgummi utmärker sig främst genom dess förmåga att inte släppa igenom gaser. Därför används det ofta i innerslangar för bil- och cykeldäck. Det är dessutom ganska värmebeständigt och tål temperaturer mellan -30 och 120° C under längre perioder, och -40 till 140°C under kortare perioder.