Grundlegende Untersuchungen zum Schäumen von Elastomeren mit Wasser als physikalischem Treibmittel und Beschreibung der Wirkbeziehungen beim Schäumen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Hopmann
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317030171

Wasser ist ein für das Schäumen von Polymerwerkstoffen grundsätzlich geeignetes Treibmittel. Im Bereich der Thermoplaste und der thermoplastischen Elastomere existieren hierzu auch zahlreiche Forschungsarbeiten. Für die Extrusion von Schäumen aus chemisch vernetzten Elastomeren sind jedoch bisher keine wissenschaftlichen Untersuchungen bekannt. Gründe hierfür sind verschiedene bislang ungelöste Problemstellungen, wie die Beeinflussung der Wasserabsorption und -desorption durch zahlreiche Rezepturbestandteile, eine unzureichende Wasseraufnahme sowie die homogene Dispergierung des Wassers in der Matrix. In diesem Forschungsvorhaben sollen daher neuartige Lösungsansätze zum Schäumen von NBR- und EPDM-Kautschukmischungen mit Wasser erarbeitet werden. Hierzu werden hygroskopische, pulverförmige Füllstoffe mit Wasser beladen, in die Kautschukmischung eingearbeitet und das Wasser als Treibmittel genutzt. Um eine vorzeitige Diffusion des Treibmittels nach der Mischungsherstellung oder eine Eindiffusion von Luftfeuchte in die Mischungen zu quantifizieren, werden ausgewählte Proben nach unterschiedlichen Lagerzeiten im Hinblick auf den Wassergehalt analysiert.Da die Abstimmung von Vulkanisations- und Treibreaktion einen wesentlichen Einfluss auf die entstehende Schaumstruktur besitzt, werden neben Auswirkungen von Anlagenkonfiguration und Prozessparametern auch verschiedene Vernetzungskinetiken analysiert und deren Auswirkungen auf Schaumstruktur und Oberflächengüte extrudierter Proben bewertet. Weiterhin wird das Aufschäumverhalten unterschiedlich beladener und nukleierter Proben umfassend ausgewertet, um die Wasserdesorption umfassend beschreiben zu können.Neben den Prozess- und Materialuntersuchungen wird weiterhin der Einsatz zusätzlicher Nukleierungsmittel untersucht und analytisch beschrieben, durch den das Aufschäumverhalten beeinflusst werden kann. Die Ergebnisse erlauben wissenschaftlich fundierte Aussagen über die Einsatzmöglichkeiten von Wasser als Treibmittel in der Kautschukverarbeitung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen