Freudenberg entwickelt ETU

May 17, 2024

Freudenberg gibt an, dass Produkte mit diesem Beschleuniger seit Jahrzehnten erfolgreich im Einsatz seien und sehr gute Werte hinsichtlich der Kälteflexibilität sowie der erforderlichen Beständigkeit gegenüber Medien wie Fetten und Schmierstoffen zeigten.

Aufgrund der Gefahr einer Reproduktionstoxizität und seiner schädigenden Wirkung auf Früchte sollte Ethylenthioharnstoff jedoch nicht mehr verwendet werden, wenn sein Verzicht technisch und wirtschaftlich vertretbar ist. Allerdings gibt es nach Angaben des Unternehmens bisher keine Alternativen, die eine vergleichbare Leistung bieten oder überhaupt die Anforderungen erfüllen.

Deshalb hat Freudenberg Sealing Technologies neue Elastomermischungen entwickelt, die bei der Herstellung von Produkten aus Chloroprenkautschuk ohne Ethylenthioharnstoff-Beschleuniger auskommen. Eine der bereits erfolgreichen Anwendungen des Unternehmens für ETU-freie Produkte im Automobilbereich sind Dichtungsbälge für Gelenkabdichtungen in Spurstangen, Querlenkern und Querlenkern. Sie schützen die beweglichen Teile vor äußeren Einflüssen und dem Austreten von Schmierstoffen.

Neue Materialmischung erfüllt unterschiedliche Anforderungen

Die Herausforderung bestand für die Spezialisten von Freudenberg Sealing Technologies nicht nur darin, ETU und andere schädliche Beschleuniger, wie etwa den zusätzlichen Einsatz von Tetramethylthiuramdisulfid (TMTD), zu eliminieren, sondern auch darin, dies mit den gestiegenen Anforderungen an neue Verbindungen in Einklang zu bringen .

Neben einer möglichst effizienten Vulkanisation bringt der Werkstoff laut Freudenberg drei zentrale Anforderungen mit, die sich gegenseitig beeinflussen: hohe Kälteflexibilität nach gezielter Alterung, Verträglichkeit mit Fetten und Schmieradditiven im direkten Kontakt mit dem Dichtungsbalg sowie Hydrolysebeständigkeit.

Ein weiteres Ziel bestand darin, die Mischungsoptimierung in Einklang mit aktuellen und zukünftigen Kundenanforderungen zu bringen. Den Spezialisten von Freudenberg sei es gelungen, neue Wirkstoffe in die Serienproduktion zu bringen. Zu den bei der Compound-Entwicklung eingesetzten Methoden gehörten neben der statistischen Versuchsplanung (DOE), der Fehleranalyse und der Optimierung von Mischprozessen auch thermische Analysen wie die Differential Scanning Calorimetry (DSC). Daraus werden wichtige Parameter wie Schmelz- und Kristallisationstemperatur, Relaxation, Glasübergangstemperatur, Vulkanisationsgrad und mehr ermittelt.

Die Messungen hätten ergeben, dass beispielsweise eine der wichtigsten Anforderungen – das Verhalten im Tieftemperaturbereich – hervorragend erfüllt werde, gibt das Unternehmen an. Dies bestätigen auch Rückmeldungen von Kunden aus der Automobilbranche, die bereits ETU-freie Dichtungsbälge für Gelenkabdichtungen in Spurstangen, Querlenkern und Querlenkern einsetzen. Sie bestätigen, dass das neue Material bei niedrigen Temperaturen deutlich stabilere Werte aufweist als andere Produkte auf dem Markt – was im Dauereinsatz ein erheblicher Vorteil ist. Nach künstlicher Alterung in Wasser und entsprechenden Fetten liegen auch weitere Parameter wie Zugfestigkeit und Bruchdehnung innerhalb der Anforderungsspezifikationen. Dies wurde nach entsprechender Vorkonditionierung mit 7 Tagen bei 70 °C (158 °F) in Fett, 10 Tagen bei 80 °C (176 °F) in Wasser und 48 Stunden in 70 °C (158 °F) heißer Luft verifiziert.

Der Ersatz des schädlichen Beschleunigers Ethylenthioharnstoff bei der Vernetzung von Chloroprenkautschuk ist nur ein Vorteil, den die neue Elastomermischung bietet. Ein weiterer Vorteil ist die erhebliche Reduzierung des Verwaltungsaufwands. Seit Anfang 2021 gilt eine Meldepflicht in der SCIP-Datenbank der Europäischen Chemikalienagentur ECHA für alle Produkte, die bestimmte Mengen an besonders besorgniserregenden Stoffen (Substances of Very High Concern, SVHC) enthalten.

Dies gilt für die gesamte Lieferkette vom Hersteller bis zum Endkunden und ist daher sehr komplex. Durch die Neuentwicklung entfällt die zusätzliche Berichtspflicht und die Berichterstattung kann wie bisher über das bestehende und weltweit standardisierte Austausch- und Managementsystem IMDS erfolgen.