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Rohstoffe/Mischungen

Rohstoffe/Mischungen

Hier lesen Sie Fachartikel aus dem JAHRBUCH Dichten. Kleben. Polymer. 2020 >> Bereich Rohstoffe/Mischungen

Name Klasse Sektion

Polytetrafluorethylen (PTFE) ist ein Hochleistungskunststoff, der sich aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften als unverzichtbarer Werkstoff in der modernen Industriegesellschaft etabliert hat. PTFE, modifiziertes PTFE und PTFE-Compounds kommen bevorzugt bei systemtechnischen Lösungen im Umfeld komplexer Regelwerke mit hohen Kompatibilitäts- bzw. regulativen Anforderungen, z.B. im Sauerstoff-, Lebensmittel- bzw. Trinkwasserkontakt, zur Anwendung. Beim Einsatz in Sauerstoffanlagen sollten Verarbeiter eine Reihe von Hinweisen beachten.

PTFE, chemisch modifiziertes PTFE und PTFE-Compounds werden aufgrund ihrer positiven Eigenschaftsmerkmale im Sauerstoffkontakt vielseitig als Dichtwerkstoffe in sauerstoffgeführten Anlagen, u.a. als Dichtungselemente für Armaturen (Ventile und Druckregler) und für Rohrleitungen in Flanschverbindungen und Verschraubungen eingesetzt. Werkstoffe, Materialien und Bauteile, die für den Einsatz in sauerstoffgeführten Anlagen bestimmt sind, müssen sicherheitstechnisch geeignet sein und werden daher speziellen Prüfungen unterzogen. Sauerstoff in Druckgassystemen Sauerstoff ist nicht brennbar, jedoch brandfördernd, und kann mit brennbaren Stoffen in Form eines heftigen Feuers reagieren. Normale Luftatmosphäre enthält 21% Sauerstoff, eine Erhöhung der Sauerstoffkonzentration über 21% hinaus erhöht die Brandgefahr brennbarer Stoffe erheblich. Viele Werkstoffe, die in der Atmosphäre nicht brennbar sind, brennen in einer mit Sauerstoff angereicherten Atmosphäre: Nicht nur leicht brennbares Öl und Fett, Gummi und Kunststoff, sondern auch Aluminium, Stahl und Messing können in Sauerstoff brennen. [...]

Stefan Ebmeyer (Dyneon GmbH), Dr. Thomas Kasch (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung), Dr. Sebastian Volke (PTFE Nünchritz GmbH & Co. KG)
ISGATEC: Media - Fachartikel 1

Seit Jahren ist es das Bestreben von TPE-Herstellern, die Leistungsgrenzen von Thermoplastischen Elastomeren (TPE) in Richtung derer von Gummimaterialien zu verschieben. Der Wunsch nach verbesserter Medien- und Temperaturbeständigkeit spielt dabei eine wesentliche Rolle. Mit den neuen Thermoplastischen Elastomer Hybriden (TEH) ist es gelungen, die bisherigen Leistungsunterschiede zwischen den beiden Materialwelten weiter zu verringern.

Schon kurze Zeit nach der Markteinführung der TPE-Materialien, Mitte der 80er Jahre, war es der erklärte Wunsch, die hervorragenden Eigenschaften von Gummi mit den Vorzügen der TPE zu verbinden. Die Verarbeiter von TPE schätzten zwar die neu gewonnenen Vorteile hinsichtlich der thermoplastischen Verarbeitbarkeit, die deutlich größere Freiheit in Bezug auf das Bauteildesign und die Möglichkeiten des 2K-Spritzgießens – materialtechnisch anspruchsvolle Anwendungen blieben ihnen jedoch weiterhin verschlossen. Der Bedarf an einer universellen Materiallösung auf TPE-Basis wurde im Laufe der Zeit größer.

Bedingt durch ihre chemische Zusammensetzung waren thermoplastische Copolyester Elastomere (TPC) oder thermoplastische Polyamid Elastomere (TPA) relativ früh im Fokus der Entwicklungen. Diese sollten den hohen Ansprüchen hinsichtlich Öl-, Fett und Kraftstoffbeständigkeit bei gleichzeitig hoher Temperaturstabilität genügen. In den vergangenen Jahrzehnten wurden zahlreiche Ansätze im Bereich von Shore D Reaktor- TPE wie TPC und TPA verfolgt. Rückblickend waren diese Produkte ein großer Fortschritt, jedoch konnten sie nicht mit der Elastizität und Weichheit von Gummi konkurrieren. Weiche, im Shore A-Bereich angesiedelte TPE, wie TPS, TPO oder EPDM/PP (TPV), wiesen hingegen eine maximale Dauereinsatztemperatur von 125 °C bei mäßiger oder keiner Beständigkeit gegenüber Ölen, Fetten und Kraftstoffen auf. [...]

Dr. Frieder Vielsack, Dirk Butschkau (KRAIBURG TPE GmbH & Co. KG)
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In der Prozessautomation besteht der Wunsch nach einer ganzheitlichen Überwachung von Prozesssystemen. Neben der Verwendung von eigenständigen Sensoren können sensorische Bauteile in Aktoren integriert werden, um Systemparameter oder den Verschleiß der Aktoren oder anderer Komponenten zu messen. Eine Möglichkeit besteht im Einsatz von intelligenten Werkstoffen (Smart Materials), z.B. in Form von sensorischen Elastomermembranen.

Die Prozessautomation befasst sich im Gegensatz zu den diskreten Prozessen der Fabrikautomation mit kontinuierlichen Prozessen wie dem Messen, Steuern und Regeln fluider Medien. Dichtungen und andere Elastomerbauteile in Prozessarmaturen sind bisher in den seltensten Fällen ohne einen Ausbau und somit dem Stopp des Prozesssystems überprüfbar. Dies macht die Überwachung und Wartung kostspielig und zeitintensiv. Um eine schnellere Aussage über den Zustand der Komponenten zu erhalten, können sensorische Baugruppen oder Bauteile in die Armaturen integriert werden, um Systemparameter oder den Verschleiß der Aktoren oder anderer Komponenten zu ermitteln. Auf diese Weise können Wartungsintervalle vergrößert und die Einsatzdauer der Armaturen verlängert und somit Kosten gespart werden.

Eine Möglichkeit, dies zu realisieren, besteht in der Integration von Sensorik in das Elastomerbauteil. Dabei kann entweder ein spezieller Sensor in das Bauteil eingebracht oder dem Elastomerwerkstoff selbst können sensorische Eigenschaften gegeben werden. Letzteres hat den Vorteil, dass kein Fremdkörper integriert wird, welcher die Funktion oder die Lebensdauer des Elastomerbauteils negativ beeinträchtigt. Hierfür können dem Elastomerwerkstoff zusätzliche Eigenschaften gegeben werden. Dies können nach z.B. magnetische sowie elektrische und kapazitive Eigenschaften sein. Elektrisch leitfähige Elastomere mit einem spezifischen elektrischen Widerstand ρ von 102 bis 107 Ωm werden bereits für elektrostatisch ableitende oder elektro- magnetisch abschirmende Funktionen bei statischen Dichtungen verwendet. Es können dabei aber auch weitaus kleinere spezifische Widerstände erreicht werden. Dabei weisen statische Bauteile eine Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Form und der Temperatur auf. Über die Auswirkung von Dehnung, Schädigung und Alterung auf die Leitfähigkeit bei dynamisch beanspruchten Bauteilen ist bisher wenig bekannt. [...]

M.Sc. Dominik Lorenz, Dr.-Ing. Wolfgang Gauchel (Festo AG & Co. KG), Dipl.-Ing. Lothar Hörl, Dr.-Ing. Frank Bauer (Institut für Maschinenelemente, Universität Stuttgart)
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Für den Einsatz in Kolbenkompressoren werden häufig Dichtelemente aus PTFE und PEEK mit Füllstoffen zur Verstärkung und Trockenschmierung verwendet. Die Lebensdauer dieser Dichtelemente ist oft die kritische Größe hinsichtlich der Laufzeit der Kompressoren. Speziell bei industriellen Anwendungen sind reduzierende Gase mit sehr geringem Taupunkt eine besondere Herausforderung an die Dichtelemente. Zur Entwicklung geeigneter Materialien setzt man Verschleißmessungen ein, wobei die Parameter der realen Anwendung meist nicht abgebildet werden können. Um diese Lücke zu füllen, wurde mit dem oszillierenden Tribometer eine einzigartige Prüfeinrichtung entwickelt.

Kolbenkompressoren werden häufig zum Verdichten von Prozessgasen in industriellen Anwendungen eingesetzt. Dies können z.B. chemische Hydrierungsanlagen, Polymerisationsanlagen oder Produktionsanlagen für polykristallines Silizium sein. Es handelt sich um komplexe und automatisierte Prozesse, die in kontinuierlicher Fahrweise betrieben werden und bei denen ein ungeplanter Ausfall des Kompressors zu kostspieligen Abschaltungen führen würde.

Daher ist die Zuverlässigkeit eine der wichtigsten Eigenschaften eines Kolbenkompressors. Diese Zuverlässigkeit wiederum wird maßgeblich von der Performance der Dichtelemente aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und Polyetheretherketon (PEEK) bestimmt, welche in Form hochverschleißfester Compounds zum Einsatz kommen. Die Materialien sind für Kolbenkompressoren optimiert und die Entwicklung erfolgt mittels tribologischer Untersuchungen unter Variation der Gehalte an Füllstoffen sowie Hilfsmitteln zur Trockenschmierung. [...]

Dr. Marc Langela (STASSKOL GmbH)
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Mit der Low Free (LF)-Technologie lassen sich auf Basis von MDI neue Polyurethan (PU)-Präpolymere zur Anwendung im Bauwesen herstellen, deren Gehalte an freiem Isocyanat unter 0,1% liegen. Die Präpolymere erfüllen strenge Standards in puncto Arbeitssicherheit und industrieller Hygiene. Sie können daher in niedrige Gefahrenklassen eingestuft werden. Ihr Einsatzfokus liegt zunächst auf Kleb- und Dichtstoffen sowie 1K-Schäumen.

Das Bauwesen erlebt derzeit einen Umbruch. Gebäude sollen energieeffizient sein und aus langlebigen, möglichst erneuerbaren und unbedenklichen Materialien bestehen. Zukunftstrends sind u.a. das Smart Home, die modulare Bauweise und der 3D-Druck von Gebäudeteilen. PU spielt hier schon länger eine Rolle – so etwa in Form von Produkten für Kunststoffdachbahnen, für die Rissversiegelung von Mauerwerk, für die Beschichtung unterschiedlichster Böden oder für die Wärmeisolierung von Fenster-und Türprofilen.

Ein weiteres Beispiel ist die neue Generation an Präpolymeren mit sehr geringem Gehalt an freiem Isocyanat-Monomer, die für die Bauindustrie entwickelt wurden. Sie zielen vor allem auf den Einsatz in reaktiven Heißschmelzklebstoffen, lufttrocknenden Klebstoffen, Dichtstoffen sowie 1K-Schäumen ab. Kleb- und Dichtstoffe auf Basis von LF-Präpolymeren bieten ein Optimum an Arbeitshygiene. Die LF-Technologie senkt die Konzentration an freiem Isocyanat im Präpolymer auf unter 0,1%. Dies gilt für Präpolymere auf Basis unterschiedlichster Isocyanate, einschließlich MDI (Methylendiphenyldiisocyanat). Das Ergebnis sind Präpolymer-Bausteine und Endprodukte, die den Anforderungen niedriger Gefahrenklassen und jüngsten regulatorischen Trends entsprechen. Der Verarbeiter kann den technischen und administrativen Aufwand für den Gesundheits-, Arbeits- und auch Umweltschutz deutlich reduzieren, weil er Rohstoffe mit höheren Gehalten an gefährlichen Isocyanaten aus seinem Produktionsprozess verbannt. [...]

Ronald M. Emanuel jr., Gerry King, Dr. Polina R. Ware (LANXESS AG)
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Laut einer Studie des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) ist das Auto nach wie vor das Fortbewegungsmittel Nummer 1. Der Studie ist auch zu entnehmen, dass die Anzahl der Autos pro Haushalt stetig zunimmt: Ende 2017 auf 43 Mio. zugelassene Fahrzeuge in Deutschland. Laut dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) befinden sich weltweit derzeit über 900 Mio. Pkw auf den Straßen, bis 2035 wird die Zahl auf voraussichtlich 2 Mrd. anwachsen. Um der Verkehrsnachfrage gerecht zu werden, werden umweltfreundliche Fortbewegungsmittel und alternative Antriebsarten gefördert. Der Elektrifizierung wird dabei eine zentrale Rolle für die Zukunft der Mobilität zugeschrieben. Um deren Potenzial zu nutzen, müssen jedoch einige Herausforderungen überwunden werden – insbesondere bei der Temperierung der Batterien und der Antriebe. Entsprechende Kühlflüssigkeiten und mögliche Dichtungsmaterialien sind daher miteinander zu vergleichen.

Dielektrische Kühlflüssigkeiten spielen eine entscheidende Rolle bei der Temperierung von sensitiven Bauteilen in der E-Mobilität. Hierbei stehen nicht nur die Batterien allein im Vordergrund, die ihr größtes Leistungsspektrum in einem relativ engen Temperaturbereich haben. Auch die Kühlung von (elektrischen) Motorenkomponenten muss hier sichergestellt werden, um durchweg für Effizienz und zeitgleiche Sicherheit zu sorgen.

Aktuell eingesetzte Medien wie Wasser-Glykol-Systeme sind dafür z.T. nicht optimal geeignet. Zwar sind sie vergleichsweise nachhaltig und Herstellern hinsichtlich der Anwendung bekannt, allerdings können sie nicht im direkten Kontakt mit den elektrischen Komponenten verwendet werden. Hier werden getrennte Kreisläufe mit Wärmeauschern benötigt, die jedoch ein höheres Gewicht ins System bringen, was eine weniger effiziente Leistung zur Folge hat. [...]

Dr. Matthias Soddemann (Dätwyler)
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Thermoplastische Elastomere (TPE) sind auf dem Vormarsch, insbesondere in Märkten und für Applikationen, die die Einhaltung einer Vielzahl von Regularien und Vorschriften erfordern, aber auch, wenn es darum geht, effiziente und wirtschaftliche Lösungen zu realisieren. Beispiele aus Medizin und Lebensmittelverpackungen machen dies deutlich.

Kunststoff gilt als Werkstoff der Zukunft, der neue Märkte eröffnet und technischem Fortschritt eine Plattform gibt. Das modere Leben ist ohne Kunststoff kaum zu bewältigen. Ob bei der Lebensmittelversorgung, im Haushalt, am Arbeitsplatz, bei der Fahrt mit dem Auto, im Flugzeug, in der Freizeit, bei Sport und Spiel – überall finden Produkte oder Produktbestandteile aus Kunststoff Anwendung. Die Forderungen nach nachhaltigeren Formen des Wirtschaftens, wie den schonenden und effizienten Umgang mit Ressourcen, der Wiederverwertung von Rohstoffen, Gewichts-, Energie- und CO2-Einsparung, Umweltverträglichkeit und Sicherheit, sind auch und gerade für die Kunststoffindustrie treibende Aspekte. Auf ihrem Weg zu innovativen High-tech-Werkstoffen mit maßgeschneiderten Eigenschaften und immer neuen Anwendungsfeldern nehmen sie die noch effizientere Nutzung von Rohstoffen und Energie in allen Stufen der Prozess- und Wertschöpfungskette in den Fokus.

So in der Medizintechnik, wo Kunststoffe bereits eine lange Erfolgsgeschichte geschrieben haben und auch weiterschreiben werden. Insbesondere elastomere Werkstoffe – und hier wiederum die thermoplastischen Elastomere – drängen in den Vordergrund. Sie erleichtern die Arbeit, senken das Allergierisiko, bieten hohe Sicherheit für Patienten und Fachpersonal und sind dank ihrer Eigenschaften vielseitig einsetzbar. [...]

Floran Schindler (Actega DS)
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Die Eigenschaften von Metallen in Dichtungen und Dichtstellen haben u.U. großen Einfluss auf die Dichtheit von Anlagen, werden aber selten thematisiert. Ihren Einfluss zu kennen, erspart Überraschungen.

Rostfreie Duplexstähle sind eine Stahlgruppe mit hoher Korrosionsbeständigkeit und guter Verarbeitbarkeit. Die physikalischen Eigenschaften liegen zwischen denjenigen der ferritischen und austenitischen Stähle, tendieren aber bezüglich ihrer Festigkeit eher zu den ferritischen, verbunden mit der guten Duktilität und Zähigkeit der Austenite. Die Korrosionsbeständigkeit gegen chlorinduzierten Angriff infolge von Loch- und Spaltkorrosion hängt vom Chrom-, Molybdän-, Wolfram,- Stickstoff- und Kupfergehalt ab. Sie ist in erster Linie mit der Beständigkeit von 1.4401 / 316 / X5 CrNiMo 17-12-2 vergleichbar, kann aber auch höher, z.B. für spezielle Meerwasserbeständigkeit, liegen. Alle Duplexstähle verbindet die hohe Beständigkeit gegen chlorinduzierte Spannungsrisskorrosion.

Die mechanische Bearbeitung zeigt viele Ähnlichkeiten mit den Austeniten. In der Wärmeeinflusszone der Schweißnähte ist die Zähigkeit wegen des hohen Ferritanteils des heterogenen Gefüges begrenzt. Zu unterscheiden sind Duplexstähle von Dualphasenstählen einerseits nach Volumenanteilen der Gefügephasen, andererseits über die Gefügezusammensetzung. Duplexstähle haben ein ferritisch-austenitisches Mischgefüge mit nahezu gleicher Aufteilung, tendenziell mit einem leichten Übergewicht an Austenit zur Optimierung der Zähigkeitseigenschaften, Dualphasenstähle haben ein ferritisch-martensitisches Gefüge. Duplexstähle besitzen nach der Herstellung nahezu gleiche Volumenanteile an ferritischem und austenitischem Gefüge, Dualphasenstähle haben dagegen etwa 80 bis 90% Ferrit und nur 10 bis 20% Martensit oder andere härtere Phasen, was insbesondere zu deren hoher Festigkeit führt. Insbesondere bei schwellenden oder wechselnden Belastungen ist aber mit sprödem Dauerbruch zu rechnen. Auch die Beständigkeit ist durch die Bildung von Seigerungen gefährdet. [...]

Professor Dr.-Ing. Peter Waidner (Fakultät für angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik, Hochschule für angewandte Wissenschaften München)
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Fluorpolymere eignen sich aufgrund ihres einzigartigen Eigenschaftsspektrums für Anwendungen mit besonderen Anforderungen. Hierzu zählen hochbelastete Dichtungen in der Ölförderung oder im Bereich der Verbrennungsoptimierung von Otto- und Dieselmotoren. Jedoch auch für Elektro- und Elektronikanwendungen, bei denen es auf hohe Durchschlagfestigkeit, geringe Dämpfung hochfrequenter Signale im Gigahertzbereich sowie die Vermeidung von Alterungseffekten und Versprödungen ankommt, erweisen sich Fluorpolymere als die Werkstoffe der Wahl – mit Funktionsintegration werden die Einsatzmöglichkeiten weiter gesteigert.

Sind die Bauteile Witterungseinflüssen ausgesetzt, dann sollten die Werkstoffe praktisch keine Wasseraufnahme zeigen, damit sich die Eigenschaften auch im rauen Außeneinsatz nicht verschlechtern. Noch höhere Anforderungen ergeben sich bei Elektrokomponenten des E-Mobility-Bereiches, wenn es darum geht, Wärmeentwicklung als Folge von Leistungsverlusten gezielt abzuleiten, um so Systemüberhitzungen sicher zu vermeiden. Derartig hohe Anforderungen werden selbst von Fluorpolymeren nur dann erfüllt, wenn in sie weitere Funktionen integriert werden. Besonders interessant wird es dann, wenn sich durch diese Funktionsintegration zunächst widersprüchlich erscheinende Anforderungen in einem Bauteil meistern lassen. In der Folge ist detailliert beschrieben, wie sich hochelastisches Dichtungsverhalten in Gegenwart hoher Drücke und Temperaturen sowie gute thermische Leitfähigkeit mit elektrischen Isolationseigenschaften bei Kunststoffen, speziell bei Fluorpolymeren, durch Funktionsintegration realisieren lassen.

Viele verschiedene Dichtungsanwendungen werden unter Verwendung von Fluorpolymeren realisiert, da deren Eigenschaftsprofil maßgeschneidert für Dichtungsanforderungen ist. Hierzu gehören z.B. die Anpassungsfähigkeit an die Rautiefen der dichtend zu verbindenden Konstruktionselemente, die Fähigkeit zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen und die nahezu universelle Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien. Als viskoelastische Werkstoffe, wie sie z.B. Standard-PTFE und modifiziertes PTFE darstellen, zeigen diese Fluorpolymere je nach Belastungsart sowohl elastische als auch viskose Eigenschaften. Die viskosen Eigenschaften – speziell gefordert unter hohen Belastungen, wie sie z.B. beim Einbau von Flachdichtungen angewandt werden – sind Garant für das „Füllen“ von Oberflächenrauigkeiten und die Kompensation von Fertigungstoleranzen. Die Folgefähigkeit des Dichtungswerkstoffes auf Kompressions- und Dekompressionsvorgänge, wie sie z.B. beim Durchlaufen von Temperaturzyklen im Dichtspalt gefordert sind, resultiert aus dem elastischen Werkstoffverhalten der teilkristallinen Fluorpolymere. Da der Wärmeausdehnungskoeffizient von PTFE ca. zehnmal höher ist als der von Metallen, führt eine Temperaturerhöhung im Dichtungsbereich zu einer Zunahme der Flächenpressung, während Abkühlung zu einer Dekompression führt. Ohne „Nachstellen“ würde eine Dichtung während des Abkühlens also undicht. [...]

Dr. Michael Schlipf (FPS GmbH)
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Die Anforderungen hinsichtlich der Eigenschaften von Elastomeren für den Einsatz im Automobilbereich steigen kontinuierlich. Verschärfte umweltrechtliche Bestimmungen mit dem Ziel der Emissionsreduktion führen zu notwendigen Designänderungen von Motor und Antriebsstrang. Hierfür wurden neue HT-ACM-Typen entwickelt, die bei hohen Temperaturen und in aggressiven Medien ohne Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit einsetzbar sind. Nachfolgend werden HT-ACM-Typen vorgestellt, die für den Einsatz in Dichtungen geeignet sind. Diese werden im Hinblick auf ihre Beständigkeit gegenüber Schmierstoffen, Getriebeölen sowie sauren und basischen Kondensaten bei hohen Temperaturen analysiert.

Polyacryl-Kautschuke (Polyacrylate) sind Polymere auf Basis von Acrylsäureestern, die außerdem Monomere mit reaktiven Gruppen enthalten, um eine Vernetzung zu ermöglichen. Aufgrund der gesättigten Hauptkette weisen sie eine ausgezeichnete Beständigkeit in anspruchsvollen Umgebungsbedingungen auf. In der ASTM- und der SAE-Klassifizierung sind Polyacrylat-Elastomere unter dem Akronym „ACM“ bekannt. Sie werden mit D2000 bzw. J200 bezeichnet und gehören zur Gruppe der öl- und hochtemperaturresistenten Spezialkautschuke mit einer Dauertemperaturbeständigkeit von 150 °C (ACM-Typen) bzw. 175 °C (HT-ACM-Typen). ACM wird zu 80% im Automobilbereich eingesetzt, wo die meisten OEM-Spezifikationen verfasst werden. Diese zeigen deutlich, dass ACM viel leistungsfähiger ist, als die ASTM- bzw. SAE-Klassifizierungen zeigen. Mit der HyTemp® ACM-Produktlinie stehen Werkstoffe zur Verfügung, die im Dauertemperaturbereich von -40 °C bis 175 °C und bei kurzzeitigen Temperaturbelastungen von bis zu 200 °C einsetzbar sind. Diese ACM-Typen werden derzeit von allen großen OEMs weltweit spezifiziert und eingesetzt.

Die in dieser Studie charakterisierten Compounds wurden in einem zweistufigen Mischverfahren hergestellt. Die Masterbatches wurden in einem Innenmischer (Größe von 1,5 l) mit ineinandergreifenden Rotoren gemischt. Für eine bestmögliche Füllstoffdispersion wurde der intern empfohlene Upside-down-Mischprozess verwendet. Nach dem Mischen der Masterbatches wurden Walzfelle gefertigt und für 24 h gelagert. Anschließend wurden die Vernetzungschemikalien den Masterbatches auf einer Laborwalze mit einem Friktionsverhältnis von 1,28:1 zugegeben. Um die Vernetzungskinetik zu analysieren, wurden MDR-Messungen (Moving Die Rheometer) durchgeführt. Prüfplatten (15 cm x 15 cm x 2 cm) sowie Prüfkörper für Druckverformungsrest (DVR-Messungen – ISO 815-1: 13 mm Durchmesser, 6,3 mm Höhe; ASTM D395: 29 mm Durchmesser, 12,5 mm Höhe) wurden mithilfe einer Laborpresse hergestellt. Die vulkanisierten Platten wurden anschließend für 4 h bei 175 °C nachvernetzt. Nach einer Lagerzeit von 24 h bei Raumtemperatur wurden Prüfkörper für physikalische Untersuchungen gestanzt. Sofern nicht anders angegeben, basieren alle Testmethoden auf ASTM-Standards. [...]

Samuel C. Harber (Zeon Europe GmbH)
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In vielen industriellen Einsatzbereichen sind Elastomerfolien, gummierte Gewebe und Multilayer unverzichtbare Halbzeuge zur Lösung technischer Probleme, wie z.B. von Dichtungsproblemen. Die Herausforderung liegt darin, individuelle anwendungstechnische Rahmenbedingungen mit der richtigen Kombination der Werkstoffe und Träger zu erfüllen und diese Lösungen dann wirtschaftlich zu fertigen.

Bei der Wahl der Werkstoffe kann ein Anwender heute auf ein breites Spektrum synthetischer Elastomere zurückgreifen. Entsprechend den Einsatzbedingungen können dies z.B. KTW/FDA-freigegebene EPDM-Mischungen, Brandschutzqualitäten für den Eisenbahnbereich, für mehrere Branchen normgerechte FKM-Folien, Silikone oder auch EPDM-Folien für Faserverbundwerkstoffe, die als Splitter- und Dämmschutz dienen, sein. Mit den entsprechenden Kombinationen lassen sich heute viele Lösungen für steigende Anforderungen, ausgelöst durch verschiedene Trends realisieren.

In vielen Fällen fordert die Industrie heute Dickentoleranzen, die mit Standard-Elastomerplatten nur eingeschränkt zu erfüllen sind. Benötigt der Anwender aber enge Dickentoleranzen, werden die Halbzeuge entweder durch Spalten oder Schleifen hergestellt. Eine andere Alternative ist die Produktion eines Profils als Basis für die Weiterverarbeitung. Diese Ansätze führen aber zu Fertigungsmehrkosten, die oft nicht in Relation zum Gesamtprodukt stehen. In diesen Fällen bietet sich die Produktion als Elastomerfolie an. Von 0,3 bis 2 mm Dicke können Toleranzen von ± 0,1 mm eingehalten werden. Die 1.200 mm breiten Bahnen lassen sich dann für die Weiterverarbeitung optimiert auf die entsprechend sinnvolle Breite zuschneiden. Die mögliche Produktionslänge von bis zu 500 m unterstützt eine rationelle Produktion, z.B. von Dichtungen. [...]

Richard Gisler (Tec Joint AG)
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