GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Editorial
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Innovation durch Schlamperei und Übermüdung

Wir kennen sie doch alle – Beispiele für bahnbrechende Erfindungen, deren Ursprung ein dummer Zufall war, … ein Forscher, der zu faul ist, die Petrischalen in seinem Labor vor Antritt des Sommerurlaubs auszuspülen … ein anderer, der mit ungewaschenen Händen zum Essen geht … heiße Herdplatten, die Krümel, heruntergepurzelt aus den Händen fahriger und übermüdeter Wissenschaftler, in einen der wichtigsten industriellen Werkstoffe der letzten anderthalb Jahrhunderte oder in Amerikas beliebtestes Frühstück für Champions verwandeln … apropos Amerika… da gab es doch auch mal diesen Italiener, der sich auf dem Weg nach Indien irgendwie verfahren hatte …


Ok, ok, werden Sie sagen, das ist ja alles schon etwas länger her. Im industriellen Klima unseres 21. Jahrhunderts, in dem der Innovationsdruck spürbar angezogen hat, kann man sich nicht mehr auf Zufall oder Serendipität verlassen, da sind Innovationen das Ergebnis ausgefuchster Strategien und millionenschwerer F+E-Budgets. Dabei ist die Höhe des Forschungsetats überraschenderweise nicht entscheidend für den Innovationsgrad eines Unternehmens. Price Waterhouse Coopers (PwC) hat die Investitionen der 1 000 Unternehmen, die weltweit am meisten für Forschung und die Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen in ihren Märkten aufbrachten, unter die Lupe genommen. 2015 wurden von diesen Unternehmen insgesamt 680 Mrd. USD für F+E ausgegeben, 86 % immer noch von US-amerikanischen, deutschen und japanischen Unternehmen (dieser Prozentsatz lag vor zehn Jahren noch bei 96 %). Das Ranking wird übrigens und hier verkneife ich mir mal jede auf der Zunge liegende satirische Bemerkung – seit 2012 von Volkswagen angeführt; 2015 folgen dahinter Samsung, Intel, Microsoft und Roche.


PwC konstatierte, „sie hätten keinen statistisch signifikanten Beleg dafür gefunden, dass höhere Ausgaben bessere Resultate garantierten”. Einige der heute als besonders innovativ geltenden Unternehmen, wie Apple oder Google, geben einen vergleichsweise geringen Prozentsatz ihres Umsatzes für F+E aus. Apple zum Beispiel tauchte 2015 zum ersten Mal in der Top-20-Liste von PwC auf und liegt mit einem F+E-Etat, der nur magere 3,3 % des Umsatzes beträgt, auf dem letzten Platz im Vergleich zu einem Durchschnitt von 12,5 % für die anderen 19 Firmen auf der Liste. Grundsätzlich herrscht aber Einigkeit darüber, dass nicht die absolute Höhe des Forschungsetats eines Unternehmens ausschlaggebend ist, sondern die Art und Weise, wie Innovation in einem Unternehmen gefördert wird, denn eine erfolgreiche ­„Innovationskultur“ besteht letztendlich aus einem ganzen Bündel an Elementen, die je nach Größe des Unternehmens unterschiedlich umgesetzt werden.*


Dass aber der reine Zufall – in diesem Fall befeuert durch Vergesslichkeit – noch immer ein nicht zu unterschätzender Partner in Forschungsprojekten ist, zeigt ein Vorfall, der sich vor ca. einem Jahr am kalifornischen IBM Research in Almaden abgespielt hatte. Die Forscherin Jeannette Garcia hatte in einem Versuch ein Ingrediens schlicht und einfach vergessen und fand schließlich am Ende der Reaktion eine milchige, extrem widerstandsfähige Substanz in ihrem Reagenzglas vor. Ein neues Polymer war „geboren“ (PHT, Polyhexahydrotriazin), dessen Entstehung sich mit Hilfe der im Institut vorhandenen High-end-Ausstattung analysieren ließ und das – so ließ das Institut verlauten – es erlaube, ultrastarke und leichte Werkstoffe** herzustellen.


Louis Pasteur wird der Ausspruch zugeschrieben, dass das Glück den bevorzugt, der vorbereitet ist. Recht hatte er!

Ihre
Stephanie Waschbüsch



*    Eine ausgezeichnete Zusammenfassung hierzu findet sich bspw. bei Wecht, C. H., Gassmann, O., Innovation – Zufall oder Management?, in: MB-Revue – Das Schweizer Industriemagazin (2006)
**    Garcia, J. M. et al., Recyclable, strong thermosets and organogels via paraformaldehyde condensation with diamines, Science 344/6185 (2014), 732

Report
204
Deutsche Reifenmessen organisieren sich neu

Die Fachmesse „Reifen“ der Messe Essen GmbH verlässt ihren etablierten Standort Essen und wird ab 2018 gemeinsam mit der Messe Frankfurt GmbH als Co-located Show parallel zur „Automechanika“ in Frankfurt am Main organisiert. Ebenfalls im Jahr 2018 findet die Premiere der Reifenmesse „The Tire Cologne“ in Köln statt, die von der Koelnmesse GmbH in Zusammenarbeit mit dem Bundesverband Reifenhandel und Vulkaniseur-Handwerk e. V. (BRV) – dem zu diesem Zeitpunkt ehemaligen, langjährigen Kooperationspartner der Messe Essen – veranstaltet wird.

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217
Positive Stimmungslage bei Deutschlands Kunststoffverarbeitern

Nachdem 2015 für viele Betriebe der kunststoffverarbeitenden Industrie sehr erfolgreich verlief, überwiegt auch zu Beginn des laufenden Jahres die Zuversicht im Stimmungsbild der Branche. Zu dieser Einschätzung kommt jedenfalls der Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie (GKV), Frankfurt am Main, nach Auswertung aller Ergebnisse einer kürzlich durchgeführten Erhebung innerhalb seiner Mitgliedsfirmen. Danach rechnen 57 % der angesprochenen Unternehmen auch für dieses Jahr mit weiter steigenden Umsätzen. Lediglich 9 % befürchten einen Rückgang ihrer Einnahmen. Die Zuversicht überwiege ebenfalls im Hinblick auf die 2016 zu erwartenden Gewinne.

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218
Deutsche Kautschukindustrie 2015: Branche trotz Umsatzsteigerung nicht sorgenfrei

Wie der Wirtschaftsverband der deutschen Kautschukindustrie e. V. (wdk) berichtet, brachte eine über das ganze Jahr hinweg stabile Geschäftslage ein Umsatzwachstum von 2,2 % auf 11,56 Mrd. EUR. Das zweite Halbjahr zeigte sich dabei etwas dynamischer – insbesondere im Exportgeschäft. Die Reifenhersteller verzeichnen zwar Umsatz- und Absatzzuwächse, das Reifenersatzgeschäft bleibt aber im langjährigen Vergleich schwach. Die Hersteller von Technischen Elastomer-Erzeugnissen (TEE) profitieren im Wesentlichen von anziehenden Auslandsgeschäften. Die ausländischen Standorte der deutschen Kautschukverarbeiter gewinnen an Bedeutung. Die Inlandsproduktion sinkt um knapp 1 %. Nach Jahren des Beschäftigungsaufbaus fällt der Saldo von Neueinstellungen und Entlassungen von Mitarbeitern erstmals wieder negativ aus. Für 2016 erwartet die Branche ein sehr moderates Umsatzplus von etwa 1,0 %, so der Verband.

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225
Anforderungen an Siliconelastomere aus Sicht eines Global Players

Ständig steigende Produktanforderungen hinsichtlich Funktion, Qualität und Effizienz erfordern Innovationen im Bereich der Werkstofftechnik und der Verarbeitung. Insbesondere für einen Global Player mit einer breiten Ausrichtung in Automotive- und Non-Automotive-Anwendungen sind die Produktanforderungen vielfältig. Elastomerbauteile aus Silicon begegnen diesen oft anspruchsvollen Herausforderungen in vielen Anwendungen mit großem Erfolg.

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232
Erfolgreiche Partnerschaft im Bereich der Flüssigsilicon-Technologie

Das 20 Mitarbeiter starke Team der Elasmo Systems GmbH hat sich auf die Entwicklung, Konstruktion und Herstellung von Spritzgießwerkzeugen spezialisiert. ­Elasmo bringt bei seinen Werkzeugen eine eigens entwickelte Werkzeugtechnologie mit ­Nadelverschlusssystem zum Einsatz, die ein spezielles Anspritzsystem zur vollautomatischen Herstellung von gratarmen, angusslosen und nacharbeitungsfreien Formteilen einschließt. Der Fokus liegt auf der Verarbeitung von elastomeren Werkstoffen, Gummi, Silicon und Zweikomponenten-Materialien. Die Werkzeuge von ­Elasmo werden u. a. in den Bereichen Automotive, Luftfahrt, der Medizin-, Elektro- und Agrartechnik eingesetzt. Das Unternehmen liefert auch komplette schlüsselfertige Anlagen bestehend aus Spritzgießmaschinen und Werkzeugen, welche über 2, 4, 8, 16, 32 oder 64 Kavitäten verfügen können und ebenfalls mit Nadelverschlusssystemen und Automatisierung versehen sind. Seit über fünf Jahren arbeiten Wittmann Battenfeld und Elasmo im Bereich der Flüssigsilicon-Technologie zusammen. Aktuell werden bei Elasmo zwei Projekte mit Spritzgießmaschinen von Wittmann Battenfeld abgewickelt.

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234
Gemeinsam für mehr Gewässerschutz

Alle Jahre wieder und immer zu noch winterlichen Zeiten, weit vor dem Termin, dass auch in unseren Breiten die Saison am und auf dem Wasser beginnt, gibt die „boot“ einen ersten Vorgeschmack auf kommende sommerliche Vergnügen. Dann lockt die internationale Bootausstellung die Freunde des Wassersports nach Düsseldorf. In diesem Jahr vom 23. bis 31. Januar an fast zehn Tagen. Neben reichlich Booten, luxuriösen Yachten, Segelkleidung, Gummistiefeln und jede Menge Bootszubehör präsentieren sich auf dieser Messe traditionell auch touristische Einrichtungen, Anbieter von maritimen Liegeplätzen für den schwimmenden Zeitvertreib, Wassersportverbände und so weiter, und in diesem Jahr einmal mehr der Verband der Kunststofferzeuger, PlasticsEurope Deutschland. Auf einem Gemeinschaftsstand von Messe, Industrie und Sportverbänden informierte man unter dem Motto „Gemeinsam für mehr Gewässerschutz!“ über mögliche Maßnahmen und Initiativen gegen die zunehmende Verschmutzung der Weltmeere, unter dem Stichwort „Marine Litter“ zunehmend auch Thema in den Medien.

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Iran und China als Märkte für Kunststoff- und Gummimaschinen

VDMA präsentiert aktuelle Konjunkturdaten zu den deutschen und internationalen Exportlieferungen

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240
Vom „Pigment & Color Science Forum + TiO2 World Summit 2015”, Teil 2
Article
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OEM-Testmethoden für Oberflächen im Automobilinnenraum

Die Automobilindustrie stellt besondere Ansprüche an die Qualität von lackierten und unlackierten Kunststoffoberflächen. Dieser Artikel liefert einen Überblick über OEM-Testmethoden für Oberflächen im automobilen Innenraum.


The automotive industry places special demands on the quality of painted and unpainted plastic surfaces. This article provides an overview of OEM test methods for surfaces in automobile interiors.

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210
Analyseverfahren für Polymere und Polymerfasern

Dieser Artikel gibt einen generellen Überblick über die Analysemethoden von Polymeren und Fasern. Neben den thermischen Analyseverfahren wie DSC, TMDSC, TGA und DMA werden physikalische Analysemethoden wie Weitwinkel-Röntgenbeugung, Rheometrie und Pyknometrie beschrieben. Außerdem wird eine chemische Untersuchungsmethode, die Karl-Fischer-Titration, behandelt. Weiterhin werden optische Untersuchungen, wie beispielsweise die Elektronenmikroskopie, vorgestellt.


This paper gives an overview on analytical methods for investigating polymers and fibres. Besides methods of thermal analysis such as DSC, TMDSC, TGA, and DMA also physical measurement techniques such as wide-angle X-ray diffraction, rheometry and pycnometry as well as a chemical testing procedure ‑ the Karl Fischer titration – are described. Furthermore, optical investigations such as electron microscopy are presented.

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220
Die Zukunft baut auf Siliconelastomere

Siliconelastomere sind seit ihrer Entwicklung vor über 70 Jahren in immer neue Einsatzgebiete vorgedrungen und ersetzen bereits in vielen Bereichen erfolgreich organische Elastomere. Hier sind sie auf Basis der Erfahrungen aus der kautschukverarbeitenden Industrie spezifiziert und verlässlich im Einsatz. Dabei wird aber häufig vergessen, dass Silicone aufgrund ihrer andersartigen chemischen Struktur signifikante Unterschiede zu ihren funktionellen Wettbewerbern haben. Einige dieser Eigenschaften (z. B. die hohe Permeabilität) können in der Anwendung nachteilig sein, aber viele andere ermöglichen durch einzigartige Vorteile erst die Entwicklung neuartiger Anwendungen und Technologien. Dieser Aufsatz gibt einen Überblick zu den Meilensteinen in der Siliconkautschukentwicklung und wie Silicon mit grundlegenden technischen Entwicklungen Schritt gehalten hat, nicht nur für gummitechnische Anwendungen. Zum besseren Verständnis wird hierbei auch der Hintergrund zu Chemie, Physik und Verarbeitung erläutert. Anwendungsbeispiele außerhalb der typischen Elastomerteile sollen hierbei illustrieren, wie sich die Eigenschaften der Siliconwerkstoffe in einzig­artige Vorteile umsetzen lassen.


Since their development over 70 years ago, silicone elastomers are creating new rubber opportunities and are already successfully replacing organic elastomers in many rubber applications. They have been specified based on the experience in the rubber processing industry and are reliably applied in the field. However, based on their chemical structure, silicone elastomers exhibit many significant differences in comparison to their functional competitors. Some of its features (e. g., high permeability) are often perceived as disadvantages. However, many of those special features are true technology enablers and can be transformed into unique benefits for implementation in innovative products and technologies. This paper gives an overview on the milestones of silicone rubber development and how silicone followed fundamental technical advancements without being limited to typical rubber applications. Chemical, physical and processing background information is given for easier understanding. Existing applications outside of the rubber industry shall illustrate how the properties of silicone materials can be converted into unique benefits.

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227
Faserverstärkte Flüssigsiliconkautschuke – Kreuzbandersatz der Zukunft?!

Die Stabilität des menschlichen Knies wird zu einem wesentlichen Anteil durch das vordere Kreuzband gewährleistet. Bei Verletzungen im Bandapparat des Knies ist die häufigste Verletzung der Riss des vorderen Kreuzbands. In den USA werden ca. 100 000 Kreuzbandrupturen pro Jahr mittels Ersatzoperationen behandelt, in Deutschland sind es ca. 60 000 Fälle. Derzeitiger Goldstandard in der Behandlung des defekten Kreuzbands ist der Einsatz einer autologen (körpereigenen) Kreuzbandplastik aus der Patellarsehne oder der Semitendinosussehne. Trotz weitgehend minimal-invasiver Operationstechniken bestehen ein erhöhtes Risiko mit zusätzlichen Schmerzen und Narben an der Entnahmestelle und ein erhöhter Rehabilitationsbedarf. Als Alternative für die konventionelle Operationsroutine bietet sich der Einsatz eines synthetischen Kreuzbands an. Durch ein künstliches Kreuzband aus einer Textil-Flüssig­silicon-Verbundstruktur lässt sich zum einen die Operationszeit verkürzen. Zum anderen ist eine individuelle Anpassung von Länge, Durchmesser und Belastung an den Patienten möglich. Durch den Einsatz eines ummantelten Geflechts können zudem die Defizite bisheriger Entwicklungen synthetischer Kreuzbänder, wie die unzureichende Torsions- und Abriebstabilität, vermieden werden. Die Untersuchung der Herstellbarkeit und der Eigenschaften eines biomimetischen künstlichen Kreuzbands durch den Einsatz belastungsoptimierter Flüssigsiliconkomponenten (LSR) und geflochtener 3D-Strukturen stehen im Fokus. Der entstehende Aufbau besteht aus einem LSR-Kern, einer 3D-Flechtstruktur und einer äußeren LSR-Beschichtung. Durch den Einsatz der innovativen Verbundstruktur können die notwendigen elastischen Eigenschaften, die Stabilität sowie Torsionsfestigkeit verbessert und durch die biokompatible Ummantelung der Abrieb minimiert werden. Erste Untersuchungen zeigen eine deutliche Abhängigkeit der Steifigkeit vom Flechtwinkel des Textils, wobei aufbauend auf neugenerierten Daten nativer Schweinekreuzbänder bereits die geforderte Zugfestigkeit erreicht wird. Die Rückstelleigenschaften aufgrund der Eigenschaften des Siliconkautschuks sind noch unzureichend und werden durch die weitere Materialauswahl und FEM-Simulation der geometrischen Randbedingungen des Implantates weiter optimiert.


The stability of the human knee is ensured to a large extent by the anterior cruciate ligament. The most common injury affecting the ligaments of the knee is the rupture of the anterior cruciate ligament. In the USA, approximately 100,000 cruciate ligament ruptures per year are treated with replacement surgery, in Germany there are about 60,000 cases. Current gold standard in the treatment of defective cruciate ligament is the use of autologous cruciate ligament reconstruction of the patellar tendon or the semitendinosus. Despite largely minimally invasive surgical techniques there is an added risk with increased pain and scar at the donor site and an increased need for rehabilitation. Using a synthetic cruciate ligament provides an alternative for the conventional operation routine. On the one hand, the operation time can be shortened by an artificial ligament from a textile - liquid silicone rubber composite structure. On the other hand, an individual adaptation of the length, diameter, and stress to the patient is possible. In addition, the shortcomings of previous developed synthetic cruciate ligaments, such as the insufficient torsional and abrasion resistance can be avoided by using a coated braid. The investigation of the manufacturability and the characteristics of a biomimetic artificial cruciate ligament in using load-optimised liquid silicone rubber (LSR) components and woven 3D structures have priority. The structure being generated consists of a core LSR, a 3D braid and an exterior LSR coating. By the use of the innovative composite structure the necessary elastic properties, the stability and torsional strength can be improved and by applying the biocompatible coating the abrasion can be minimised. Initial studies show a significant dependence of the stiffness on the fabric’s twist angle, with having already—based on newly generated data of native pigs cruciate ligaments—achieved the required tensile strength. Due to the properties of the silicone rubber the retraction properties are still insufficient and have to be further optimised by additional material selection and FEM simulation of the geometric boundary conditions of the implant.

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Technical reports
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Zusammenfassung ausgewählter Artikel aus RC&T 88, Nr. 4

Dieser Artikel enthält deutschsprachige Zusammenfassungen folgender Artikel des Rubber Chemistry and Technology Journal (RC&T) 88, Nr. 4, (Dezember 2015), geschrieben von Horst-Eckart Toussaint.

  • Ein hoch aktiver und wiederverwendbarer Rhodium-Katalysator für die selektive Hydrierung von Nitrilkautschuk
  • Erforschung der Reaktionen von mit Dodecenyl-bernsteinsäureanhydrid (DDSA) über den Gelierpunkt hinaus vorvernetztem epoxidiertem Naturkautschuk
  • Kationische Copolymerisation von Isobutylen mit Isopren: Kinetik des Prozesses und Bestimmung der kinetischen Konstanten
  • Reaktive Kompatibilisierung von Verschnitten aus thermoplastischem Polyurethan und Polydimethylsiloxan-Kautschuk
  • Klassische Verformungsenergie-Funktionen und entsprechende Tests an gummiartigen Materialien
  • Untersuchung des Mechanismus der Reaktion von Natriumhydrid mit den Struktureinheiten von Butylkautschuk mit Hilfe der Modellverbindung α-Pinen
  • Molekulare Behandlung der gummiartigen Elastizität von Netzwerken mit aktiven Füllstoffen
  • Untersuchung der Verträglichkeit von kältebeständigen Fluorelastomeren mit Düsentreibstoffen
  • Korrelation der Füllstoff-Netzwerkbildung mit der Verstärkung und dynamischen Eigenschaften von S-SBR/Ruß/Kieselsäure-Composites
  • Bestimmung der Füllstoffstruktur in mit Kieselsäure gefüllten SBR-Mischungen durch SAXS und AFM
  • Ansätze für eine kombinierte numerische Finite-Elemente- und experimentelle Optimierung der Herstellung von gummiisolierten Mittelspannungskabeln durch Vulkanisation mit Wasserdampf – Teil 2: Numerische Simulationen und inverse Analysen
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