Einfluss funktionalisierter Borosilikatglaspartikel auf das Vulkanisationsverhalten und die Eigenschaften von SSBR/BR-Kompositen

Abstract

Elastomerkomposite nehmen sowohl in unseren täglichen Leben als auch in der Industrie eine herausragende Rolle ein. Das Eigenschaftsprofil von Elastomerkompositen kann gemäß der Zielapplikation durch das Blenden, die Variation der Vernetzerchemikalien, den Einsatz verschiedener Verarbeitungshilfsmittel, Weichmacher und Stabilisatoren und vor allem die Zugabe von Füllstoffen eingestellt werden. Einen neuartigen Ansatz in der Elstomertechnologie stellt der Einsatz von geschäumten Borosilikatglaspartikeln als Füllstoff zur Eigenschaftsmodifizierung dar. Im Hinblick auf die EU-Richtlinie 2004/73/EG, die Zinkoxid als schädlich für Wasserorganismen klassifiziert, und dem damit einhergehenden Bestreben zur Reduzierung von Zinkoxid in Elastomersystemen wird in der Arbeit der Fokus auf zinkmodifiziertes Borosilikatglas und dessen Einfluss auf die Vulkanisationseigenschaften und die resultierenden Endeigenschaften von Elastomeren gelegt. Aus den Untersuchungen geht hervor, dass der Einfluss der zinkmodifizierten Borosilikatglaspartikel auf die Vulkanisationscharakteristik auf einer Komplexbildung mit dem Vulkanisationsbeschleuniger bzw. dessen Spaltprodukten beruht. Die vergleichende Betrachtung zum Einfluss von unmodifizierten und modifizierten Borosilikatglaspartikeln auf das Vulkanisationsverhalten und die resultierenden Endeigenschaften von Elastomeren, hat gezeigt, dass Borosilikatglaspartikel prinzipiell als Träger von funktionalisierenden Gruppen für die Elastomermodifizierung geeignet sind.

Elastomer composites have an outstanding position in our daily live as well as in industrial applications. It is possible to adjust the properties according to the application via blending, variation of the crosslinking chemicals, plasticizer and stabilizer and especially the addition of filler. A novel approach in the thesis represents the use of foamed borosilicate glass particles as filler to modify the properties of the elastomer composites. With regard to the EU directive 2004/73/EG, whereby zinc oxide is classified as harmful for aquatic organisms, and hence the level of zinc oxide in elastomeric systems should be reduced, the thesis is focused to zinc modified borosilicate glass and its influence on the vulcanization behavior and resulting properties of elastomers. The influence of the zinc modified borosilicate glass particles is caused by the formation of a chemical complex with the accelerator and the decomposition products, respectively. The comparative discussion of the influence of unmodified and modified borosilicate glass particles on vulcanization behavior and final elastomer properties shows that borosilicate glass particles are generally suitable as carrier of functionalizing groups for elastomer modification.