Funktionelle Cellolose für die Gummitechnik
Kurzer Blick auf den Kautschukmarkt
Die Welt des Gummis ist groß und expandiert ständig. Im Jahr 2019 betrug die Marktwert 41 Milliarden Dollar, mit einer prognostizierten jährlichen Wachstumsrate von 5,3% bis 2027. Haupttreiber sind die Automobil- und Industrieanwendungen, die die Robustheit, Reißfestigkeit und die Eignung bei niedrigen Temperaturen der Gummisorten nutzen.
Eine grundlegende Unterscheidung wird zwischen Naturgummis, die aus dem Gummibaum gewonnen werden und hauptsächlich aus Isoprenpolymer bestehen, und synthetischem Gummi, gemacht. Der erste davon war Chloropren (in den 1930er Jahren erfunden), wahrscheinlich am bekanntesten aus Taucheranzügen, mit besserer Beständigkeit gegen Korrosion, Verbrennung und Zersetzung.
Heutzutage ermöglicht eine Vielzahl von Gummitypen, wie Nitrile, Silikone, Styrol-Butadiene, Butyle, EPDMs und mehr eine sorgfältige Materialauswahl für jede Anwendung.
Cellulose-Funktionalität in Elastomeren
Nachdem Sie unseren Blog gelesen haben, haben Sie möglicherweise bereits einige Artikel über Kunststoff-Faser-Verbundwerkstoffe gelesen. Darüber hinaus werden Gummi schon seit vielen Jahren als Matrizen für Füllstoffe aus Naturfasern verwendet. Ähnlich wie bei nichtpolaren Polyolefinen ist die Wechselwirkung zwischen Matrize und Cellolosefüllstoffen im Gummi sehr schwach. Daher können die Fasern nicht als klassische Verstärkung für Gummiverbundwerkstoffe betrachtet werden. Dennoch haben Cellolosefasern in Anwendungen wie Rohren oder Dichtungen, wenn die Faserausrichtung senkrecht zur Extrusionsrichtung erfolgt, eine verstärkende Wirkung. Darüber hinaus verbessern Cellolosen die Übertragungsgürtel aufgrund der Reibungs- und Geräuschreduktion und stabilisieren die essentielle Kordelschicht während der Produktion. Auch Tennisbälle, Schuhe und mehr sind Ziele für Gummiverbundwerkstoffe. Gummimischungen sind komplexe Systeme mit vielfältigen Wechselwirkungen ihrer Bestandteile. Daher können die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Effekte oft nur angenommen werden. Eine Theorie zur Verstärkung besagt, dass Cellolosefasern Risse und Spalten in der Gummimatrix aufhalten, aufgrund ihrer fehlenden Wechselwirkung. Sie 'blockieren' die Fortsetzung eines Risses und verbessern somit die Lebensdauer.
TPE-Composites, was ist das?
In thermoplastischen Elastomeren (TPE) kommen die Vorteile von elastischem Gummi und leicht verarbeitbaren Thermoplasten zusammen. Im Gegensatz zu klassischen Elastomeren sind die Polymerketten nicht chemisch miteinander verbunden und können wieder geschmolzen werden. Sie bestehen aus Mischungen oder Copolymeren von thermoplastischen und elastomeren Komponenten, können aber Elastomere nicht vollständig ersetzen, da sie nicht alle Materialeigenschaften erfüllen. Cellolose-TPE-Verbundstoffe sind ein möglicher Ansatz, um die hitzebeständigkeit der Materialien zu verbessern. Die Forschung in diese Richtung zeigt jedoch, dass verbesserte mechanische Eigenschaften nur durch Kompatibilisatoren erreicht werden können. Wenn Sie an natürlichen Faserlösungen für Ihre Gummianwendungen interessiert sind, lassen Sie es uns wissen!
