Makro- und Mikrodispersion leitfähiger Füllstoffe in Blends unterschiedlicher Kautschuke und deren Charakterisierung mittels während des Mischprozesses gemessener elektrischer Leitfähigkeit

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Hans-Joachim Radusch
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5442786

Der überwiegende Anteil von technischen Gummiprodukten basiert auf rußgefüllten Kautschukblends. Die anwendungstechnischen Eigenschaften dieser Materialien sind in hohem Maße von der Dispersion und der selektiven Einlagerung des Rußes in den Blendphasen abhängig. Die gezielte Einstellung des mechanischen Eigenschaftsprofils der Kautschukblends auf hohem Niveau erfordert die detaillierte Kenntnis der Zusammenhänge zwischen Mischungsaufbau, Mischtechnologie, Phasenmorphologie und Füllstoffverteilung in den Phasen. Dabei nimmt die Verfügbarkeit geeigneter aussagekräftiger Messmethoden zur Bewertung der Füllstoffverteilung eine Schlüsselstellung ein. Dies bezüglich wurden in letzter Zeit intensive Untersuchungen zur Charakterisierung der Mischungshomogenität mit der online gemessenen elektrischen Leitfähigkeit an rußgefüllten Kautschukcompounds durchgeführt. Unter Berücksichtigung des Einflusses der Mischbedingungen und stoffspezifischen Faktoren wurde ein Modell entwickelt, das es erlaubt, die Online-Leitfähigkeit als Messgröße zur Überwachung der Rußdispersion im Mischprozess zu verwenden. Dabei wird der gefundene empirische Zusammenhang zwischen der Makrodispersion des Rußes und der online gemessenen elektrischen Leitfähigkeit genutzt. Es fehlt jedoch bisher die Aufklärung der physikalischen Zusammenhänge zwischen der Entwicklung der Mikrodispersion, der Online-Leitfähigkeit und den anwendungstechnischen Eigenschaften. Da gerade diese Zusammenhänge von wissenschaftlichem und anwendungstechnischem Interesse sind, soll das existierende Modell weiter entwickelt werden. Das Ziel des Vorhabens besteht darin, die bisher formulierten Zusammenhänge zwischen Makrodispersion des Füllstoffes, online gemessener elektrischer Leitfähigkeit der Kautschukcompounds und anwendungstechnischer Eigenschaften auf die Ebene der Mikrodispersion des Füllstoffes zu erweitern. Darüber hinaus sollen dabei insbesondere binäre Kautschukblends und die in deren Phasen unterschiedlich auftretenden Dispergiermechanismen aufgeklärt werden. Dadurch kann ein wichtiger Schritt hinsichtlich der Beurteilung der selektiven Rußverteilung in Kautschukblends während des Mischprozesses realisiert werden. Die Aufklärung der Zusammenhänge zwischen den technologischen Mischbedingungen, der selektiver Füllstoffverteilung im mm- und sub-mm-Bereich sowie den anwendungstechnischen Eigenschaften und der Erstellung entsprechender Morphologie-Eigenschafts-Korrelationen für rußgefüllte mehrphasige Elastomermaterialien sollen es ermöglichen, das Mischregime für die Herstellung von Kautschukblends optimal zu gestalten und insbesondere die anwendungstechnischen Eigenschaften der Materialien gezielt zu beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen