GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Ausgabe 05 | 2017

Anzeigenkunde

Editorial
275
Doppelte Moral … ??

Wenn wir hier in Deutschland und Resteuropa die Zeitung aufschlagen oder im TV Bilder aus Beijing und anderen chinesischen Großstädten sehen, die eindringliche Bilder über die enorme Luftverschmutzung zeigen und über die gesundheitlichen Folgen berichten, dann ist die Empörung groß und es werden Forderungen laut, „die Chinesen“ zu verdammen!


Gleichzeitig nutzen wir allerdings China als unsere Werkbank zur Herstellung guter und billiger Waren und China dürfte mittlerweile der größte Hersteller von Kautschukchemikalien sein.


Spätestens jetzt, im Jahr 2017, hat die chinesische Zentralregierung Maßnahmen ergriffen, direkten Einfluss auf den Umweltschutz zu nehmen und dies nicht mehr den Provinzgouverneuren zu überlassen, die gern ihre schützende Hand über Umweltsünder halten und aufhalten. Dies führt z. B. im Raume Beijing, Tianjin, in den Hebei-, Shanxi-, Shandong-, Henan- und Liaoning-Provinzen zu spürbaren Veränderungen.


Die Befeuerung der Kesselhäuser mit Kohle wurde verboten und es erfolgt eine kontinuierliche Umstellung auf Erdgas. Diese Energie ist teurer. Es müssen Anlagen modifiziert werden, um die anfallenden Mengen Schmutzwässer mithilfe der MVR-Technologie (mechanical vapor recompression) zu reduzieren bzw. zu eliminieren. Darüber hinaus werden weitere Maßnahmen mit Auswirkung auf vorhandene Kapazitäten ergriffen, um endlich die Luftqualität nachhaltig zu verbessern. Dies wird regelmäßig überprüft und bei Nichteinhaltung gibt es empfindliche Strafen, oftmals mit Haft verbunden.
Das Ganze ist sehr ernsthaft und wird nicht nur wegen Imageproblemen zu besonderen Anlässen mit internationaler Aufmerksamkeit durchgeführt.


Ähnliches gilt für die Minen im Nordosten Chinas. Alle Welt beklagt die ungenügende Sicherheit und die Umweltschäden. Auch hier ergreift die chinesische Zentralregierung die Initiative und schreitet zur Tat.
Na ja, und nun kommt die doppelte Moral. Die Maßnahmen führen allgemein zu erheblichen Kostensteigerungen für die ehemals billigen und guten chinesischen Produkte. Die Ära der ­Billigprodukte ist vorbei. Keiner will das bezahlen, das Jammern ist groß. Und vielleicht merkt man jetzt endlich, wie wichtig die nicht mehr vorhandenen heimischen Kapazitäten wären.


Das ärgert mich. Regt es nur mich und wenige Kollegen zum Nachdenken an?


Mit freundlichem Gruß

Ihr
Karl-Heinz Teschke
karl-heinz.teschke@t-online.de
Lehmann&Voss&Co.KG, Hamburg

Bericht
286
Hochschule Osnabrück: Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik – Forschungsstark, innovativ, regional vernetzt und international ausgerichtet

Das Thema Aus- und Weiterbildung ist für die Kautschukindustrie von immenser Bedeutung, denn nur mit gut ausgebildeten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern kann die Branche ihre Innovationskraft erhalten und wirtschaftlich erfolgreich sein. In Bezug auf Bildungsmöglichkeiten im Bereich Kautschuktechnologie ist die Landschaft der Anbieter in Deutschland für viele in der Branche recht unübersichtlich. Mit unserem Fokus Aus- und Weiterbildung möchten wir in der GAK Gummi Fasern Kunststoffe für Transparenz sorgen und in jeder Ausgabe eine Einrichtung mit ihrem Angebot vorstellen.
In dieser Folge stellen wir den Bereich Kunststofftechnik der Hochschule Osnabrück vor, der mit drei kunststofftechnischen Studiengängen und zahlreichen Kooperationen in Forschung und Entwicklung ein kompetenter Partner auf allen Gebieten dieser Disziplin ist.

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295
Deutsche Kautschukindustrie 2016: Stabiles Mengengeschäft, aber Rückgang beim Branchenumsatz

Wie der Wirtschaftsverband der deutschen Kautschukindustrie e. V. (wdk) berichtet, hat sich die deutsche Kautschukindustrie im vergangenen Jahr relativ stabil gezeigt. In einem schwierigen Marktumfeld sank der Branchenumsatz um 3,6 % auf rd. 11,3 Mrd. EUR. Ursächlich hierfür waren nach Angaben des wdk die Rohstoffpreise, die 2016 je nach Material zwischen 3 % und 20 % unter dem Vorjahresniveau lagen. Dies führte zu einer Anpassung der Verkaufspreise, die sich wiederum beim Umsatz bemerkbar machte.

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308
Polyetherimid-(PEI)-Hochleistungs­fasern, -Verbundmaterialien und ihre Anwendungsmöglichkeiten

Die Polyetherimid-(PEI)-Faser Kurakisss ist eine neue, besonders hitzebeständige und schwer entflammbare Faser, die von Kuraray Co., Ltd. entwickelt wurde. Zu den einzigartigen Eigenschaften der Faser gehören insbesondere die geringe Rauchentwicklung im Brandfall und die gute Einfärbbarkeit. In diesem Artikel werden die technischen Einzelheiten der Faser, ihre Verbundmaterialien und Verwendungsmöglichkeiten ­beleuchtet.

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Aufsatz
288
Entschlüsselung des Kieselsäure/Silan- Reaktionsmechanismus zur Entwicklung von Reifen mit geringem Rollwiderstand – Teil 2 – Übertragung der Ergebnisse aus den Modelluntersuchungen auf die Praxis

Mit organischen Silanen lassen sich unter kontrollierten Mischungsbedingungen Laufflächenformulierungen herstellen, die den Rollwiderstand von Reifen reduzieren. Bifunktionale Organosilane können sowohl mit der Kieselsäureoberfläche als auch mit dem Polymer reagieren. Kieselsäureverbindungen stellen jedoch bei der Verarbeitung eine Herausforderung dar: Der Kneter fungiert nicht nur als Mischer sondern auch als chemischer Reaktor, weil das Silan während des Mischens chemisch an die Oberfläche der Kieselsäure gebunden werden muss. Die Reaktion zwischen Kieselsäure und Silan verläuft sehr komplex und ist noch nicht in allen Einzelheiten verstanden. Eine bessere Kenntnis des Reaktionsmechanismus würde Reifenherstellern helfen, den Mischvorgang effizienter zu kontrollieren. In Teil 1 dieser Veröffentlichung wurde gezeigt, wie dieser mittels Operando-IR-Spektroskopie untersucht werden kann. In Teil 2 wird die Methode auf Kieselsäuren unterschiedlicher Silanolgruppendichte angewendet. Um die sterischen Einflüsse auf die Reaktion besser verstehen zu können, wurde außerdem ein Molecular Modelling durchgeführt. Basierend auf allen Ergebnissen wurden zwei neue Kieselsäure/Silan-Systeme entwickelt und deren Wirksamkeit in Reifenlaufflächenmischungen untersucht.


By use of suitable organic silanes and controlled mixing conditions, silica/silane systems have proven to be well suited for tire tread formulations with reduced rolling resistance. The bifunctional organosilane is able to react with the silica surface as well as with the polymer. However, silica compounds still present considerable difficulties in processing. The kneader is not only a mixing aggregate but has to fulfill the role of a chemical reactor. It is known from former studies, that the reaction between the silica and the silane is complex. It is up to now not sufficiently understood. Therefore, a better understanding would help many tire producers to control the mixing process more efficiently. Part 1 has shown how Operando IR spectroscopy can be employed to decipher the reaction mechanism. In part 2 the method is used to investigate the reaction of several silica samples with different silanol group densities. Molecular modelling has been used in order to understand the sterical aspects of the reaction. The gained knowledge was used to develop two new silica/silane systems for passenger car tire treads. Their properties in tire treads have been investigated.

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296
Einfluss der spezifischen Oberfläche und der Struktur hochdispergierbarer Kieselsäuren auf die Eigenschaften „grüner“ Reifenlaufflächen-Mischungen

Die vorliegende Arbeit bietet eine umfangreiche Analyse verschiedener Eigenschaften, die notwendig sind, um das Anforderungsprofil für „grüne“ Reifenlaufflächen zu erfüllen. Untersucht wird die Wirkung von zwei verschiedenen hochdispergierbaren Kieselsäuren mit unterschiedlicher spezifischer Oberfläche in Gummimischungen mit epoxidiertem Naturkautschuk (ENR) mit 25 Mol-% Epoxidgruppen und Naturkautschuk. Als Basis-Compound wird eine Standard-Formulierung für Laufflächen verwendet. Die Einführung von polarem Kautschuk (ENR 25) in Reifenmischungen mit hochdispergierbarer Kieselsäure verbessert die Vulkanisationscharakteristik, die physikalischen, mechanischen und dynamisch-mechanischen Eigenschaften und den Anteil an Bound-Rubber deutlich und führt zu kraftstoffsparenderen Reifen. Dieses Ziel kann sogar ohne Kopplungsreagenz erreicht werden. ENR 25/NR-Blends spielen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle, da sie besondere Füllstoff-Kautschuk-Wechselwirkungen zeigen.


The present work provides an extensive analysis of various performance properties that are required for “green” tire treads. The effect of two different specific surface areas of highly dispersible silica as filler in epoxidized natural rubber (ENR, containing 25 mol% epoxide groups) and natural rubber (NR) based composites is studied extensively. Silica in a highly dispersible form has become an important reinforcing filler in tire tread applications due to its inherent advantages. A standard tire tread formulation is used as the base compound. The introduction of polar rubber (ENR 25) into HD silica greatly improves cure characteristics, physico-mechanical and dynamic-mechanical properties as well as bound rubber content, leading to a better and more fuel efficient tire. It can be achieved successfully even in the absence of a silane coupling agent. ENR 25/NR blends play an important role, as they show ­extraordinary filler-rubber interactions that are primarily responsible for these observations.

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304
Veränderung der Rußindustrie durch Upcycling von Reifen

Heutzutage werden Altreifen entweder deponiert oder verbrannt. Die in den Reifen enthaltenden Ruße werden somit nicht weiterverwendet. Durch einen innovativen Pyrolyseprozess hat die Firma Black Bear es geschafft, hochwertige Ruße aus Altreifen zurückzugewinnen. Diese „grünen“ Ruße haben herausragende Eigenschaften und können ASTM-Standardruße vollständig ersetzen. Somit sind sie eine ­nachhaltige ­Alternative zu den Produkten, die normalerweise in Polymeren, Kunststoffen und Gummi verwendet werden.


Nowadays waste tires are either dumped or burned. The carbon blacks contained in these tires are thus not recycled. Through an innovative pyrolysis process, the company Black Bear has managed to recover high-quality carbon black from waste tires. These „green“ carbon blacks have outstanding properties and can completely replace ASTM standard carbon blacks. Thus, they are a sustainable alternative to the products normally used in polymers, plastics and rubber.

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311
Chlorbutyl­kautschuk/Multilayer­graphen-Nanocomposites – Einfluss der Multilayergraphen-Konzentration auf physikalische und Flammschutzeigenschaften

In den letzten Jahren werden zunehmend Nanopartikel als Füllstoff für Polymere vorgeschlagen und auch erfolgreich in Elastomer-Nanocomposites eingesetzt. In dieser Arbeit wird Multilayergraphen (MLG) als Nanofüllstoff näher untersucht, der sich bereits bei geringen Konzentrationen als effizient erweist. MLG besteht aus nur etwa zehn Graphenlagen. Chlorbutylkautschuk (CIIR)/MLG-Nanocomposites mit verschiedenen MLG-Gehalten wurden mit Hilfe eines ultraschallunterstützen Mischverfahrens in Lösung hergestellt und auf einem Walzwerk weiterverarbeitet. Das Einmischen von MLG führt zu einer deutlichen Verbesserung der rheologischen und mechanischen Eigenschaften, des Vernetzungsverhaltens sowie der Barrierewirkung gegenüber Gasen. Bereits der Zusatz von 3 phr MLG zu CIIR führt zu einem mehr als zweifach höheren E-Modul und zu einer Reduktion der Perme­abilität von O2 und CO2 um 30 %. Höhere Konzentrationen an Nanofüllstoff resultieren in einer weiteren Verbesserung der Eigenschaften der Nanocomposites. Weiterhin zeigten die CIIR/MLG-Nanocomposites auch eine geringere Entflammbarkeit.


In recent years different nanoparticles have been proposed and successfully introduced as nanofillers in rubber nanocomposites. In this study multilayer graphene (MLG) is proposed as a nanoparticle that functions efficiently at low concentrations. MLG consists of just ten or so graphene sheets. Chlorine isobutyl isoprene rubber (CIIR)/MLG nanocomposites with different MLG loadings were prepared using an ultrasonically assisted solution mixing procedure followed by two-roll milling. The incorporation of MLG provides a clear improvement in the rheological, mechanical, curing, and gas barrier properties of the nanocomposites. Adding only 3 phr of MLG to CIIR increased the Young’s modulus by more than two times and reduced the permeability of O2 and CO2 by 30 %. Higher nanofiller concentrations yielded further improvement in the properties of the nanocomposites. Moreover, CIIR/MLG nanocomposites showed reduced flammability.

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323
Verstärkung verschiedener Elastomere mit Kaolin und Optimierung des Schwefelvernetzungssystems

Zur Verbesserung von Härte, Zugfestigkeit, Reißdehnung, gespeicherter Energiedichte bei Riss, Weiterreißwiderstand und Youngschem Modul wurden in schwefelvernetzten Mischungen auf Basis NR, BR und EPDM große Mengen Kaolin (China Clay) eingesetzt. Um die Polarität der Kaolinoberfläche zu reduzieren und die Absorption von Feuchtigkeit, die sich nachteilig auf die Vulkanisation hätte auswirken können, wurde sie mit 3-Mercaptopropyl-trimethoxysilan (MPTS) vorbehandelt. Bei NR verbesserten sich mit Zugabe von Kaolin Härte und Youngscher Modul, Zugfestigkeit sowie Weiterreißwiderstand blieben unverändert und die übrigen Eigenschaften verschlechterten sich. Mit Kaolin stieg auch die Mischungsviskosität, Scorchzeit und optimale Vulkanisationszeiten nahmen jedoch ab. Aus dem Einmischen des Kaolins in das Polymer resultierte ebenfalls die höchste jemals für eine schwefelvulkanisierte NR-Mischung offiziell veröffentlichte Vulkanisationsgeschwindigkeit. Bei BR und EPDM profitierten die meisten Eigenschaften einschließlich der Mischungsviskosität signifikant von der Kaolinzugabe zum Polymer. Daraus ergab sich die Schlussfolgerung, dass Kaolin in NR als einfacher bzw. nicht verstärkender, in BR und EPDM aber als hochverstärkender Füllstoff wirkt. Insbesondere profitierten Scorchzeit, optimale Vulkanisationszeiten und Vulkanisationsgeschwindigkeiten für BR sehr, während Kaolin in EPDM, abgesehen von der Scorchzeit, die optimale Vulkanisationszeit und die Vulkanisationsgeschwindigkeit negativ beeinflusste. Die Kaolinzugabe steigerte die Vernetzungsdichte von NR, beeinträchtigte sie dagegen bei BR und EPDM. Nach den ersten Ergebnissen erscheint Kaolin hinsichtlich der Verstärkung von Elastomeren als brauchbare Alternative zu Ruß und Kieselsäure/Silan-Systemen.


A large amount of kaolin (China clay) was used to reinforce the hardness, tensile strength, elongation at break, stored energy density at break, tear resistance, and Young’s modulus of some sulphur-cured NR, BR and EPDM. The kaolin surface had been pre-treated with 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) to reduce its polarity and prevent it from adsorbing moisture which could have been detrimental to the cure of the rubbers. For NR, the hardness and Young’s modulus improved, tensile strength and tear resistance were unchanged and the remaining properties deteriorated when kaolin was added. The viscosity increased and the scorch and optimum cure times decreased with kaolin. The highest cure rate ever reported for a sulphur-cured NR-based compound was achieved when kaolin was mixed with the rubber. For BR and EPDM, most of the properties including the viscosity gained significantly from the presence of kaolin in the rubbers. It was concluded that kaolin was an extending or non-reinforcing filler for NR, and highly reinforcing for BR and EPDM. Notably, the scorch and optimum cure times and cure rate of BR benefitted so much, whereas with the exception of the scorch time, the optimum cure time and cure rate of EPDM were adversely affected by kaolin. The addition of kaolin increased the crosslink density of NR but had a detrimental effect on the crosslink density of BR and EPDM. The early indications are that kaolin is a viable alternative to carbon black and silica/silane systems in rubber reinforcement.

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