Füllstoff-Elastomer-Wechselwirkungen: Oberflächenergie von Rußen und Wechselwirkungen mit Elastomeranalogen

von M.-J. Wang, S. Wolff u. J.-P. Donnet

Durch inverse Gas-Feststoff-Chromatographie bei unendlicher Verdünnung wurde die Oberflächenenergie einer Vielzahl von Rußen (von N110 bis N990) bestimmt und in die disperse und spezifische Komponente getrennt; mit steigender Oberfläche nimmt die disperse Komponente der Oberflächenenergie deutlich zu, was mit Auswirkungen der Mikrostruktur erklärt werden kann. Adsorptionsmessungen mit niedermolekularen Analoga für verschiedene Kautschukarten geben Rückschlüsse auf die Wechselwirkung der Ruße und einiger Kieselsäuren mit Elastomeren in entsprechend gefüllten Mischungen. Eine (Kalt-)Extraktion oder Hitzebehandlung der Ruße ruft erhebliche Änderungen der oberflächenenergetischen Verhältnisse hervor. Kautschuke mit polaren funktionellen Gruppen (NBR, auch SBR?) liefern stärkere Wechselwirkung mit Rußen als andere ungesättigte Elastomere; für Butylkautschuk läßt sich ein Minimalausmaß an solchen Wechselwirkungen erwarten. Gefällte Kieselsäuren gaben Hinweise auf starke Füllstoff-Füllstoff-Wechselwirkung mit der Folge eines eigens aufgebauten Füllstoffnetzwerks.