GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Issue 05 | 2021

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Editorial
175
Durchgehend Online…

In seinem 2011 erschienen Science-Fiction-Roman „Ready Player One“ beschreibt Ernest Cline eine Welt, in der sich das Leben der Menschen praktisch ausschließlich im virtuellen Raum abspielt – von Schulbesuch und Arbeit bis zu Freizeitaktivitäten mit Freunden. Als ich das Buch 2018 gelesen habe – damals kam die Verfilmung von Steven Spielberg in die Kinos – dachte ich, dass dies in 15 bis 20 Jahren sicher Realität sein würde. Jetzt sitze ich im Homeoffice, habe in den letzten Wochen diverse Pressekonferenzen und Tagungen besucht und mit meinen Kollegen an dieser Ausgabe der GAK Gummi Fasern Kunststoffe gearbeitet – alles ohne das Haus zu verlassen.

Wie so vieles hat sich auch diese Entwicklung durch die Corona-Pandemie stark beschleunigt. Inzwischen ist uns die Teilnahme an virtuellen Tagungen zur Routine geworden und mit neuen Tools gelingt es immer besser, auch die informellen Begegnungen, die sich dabei ergeben, abzubilden. So habe ich beim wdk einen sehr inspirierenden Tag der Kautschukindustrie erlebt (S. 192). In den Pausen konnte ich tatsächlich virtuell umherschlendern und unkompliziert, quasi im Vorbeigehen, mit den anderen Teilnehmern ins Gespräch kommen. Jetzt freue ich mich schon darauf, dies vom 28. Juni bis 1. Juli 2021 auch beim Elastomer Symposium der DKG tun zu können! Auch wenn nichts die persönlichen Kontakte ersetzen kann, haben Online-Veranstaltungen unbestreitbare Vorteile: Die Organisatoren des Stuttgarter Kunststoffkolloquiums (S. 193) planen angesichts des Besucherrekords von 600 Teilnehmern im März, künftig mehr virtuelle Tagungen anzubieten und der VDWF etablierte mit seinem Praxisforum Kunststofftechnik (S. 194) ebenfalls ein neues Online Event.

Neben dem Tagungsgeschehen behalten wir das Thema Nachhaltigkeit im Blick: Das nova-Institut hat festgestellt, dass das Ökosystes Boden bisher noch wenig Beachtung findet und neun Kriterien zur Charakterisierung von Mikro- und Makroplastik in Böden entwickelt (S. 186). Die EuRIC unterstützt die Europäische Kommission bei der Einführung von Risikomanagementmaßnahmen zur Vermeidung unbeabsichtigter Freisetzungen von Mikroplastik in die Umwelt, warnt aber vor den negativen Auswirkungen, die einige der ECHA-Empfehlungen auf die Umwelt und auf die Ziele des beschleunigten Übergangs zu einer Kreislaufwirtschaft haben könnten (S. 188). Um das Gummirecycling voranzubringen haben Volker Herrmann, Stefan Frosch, Thomas Maslowski und David Werner von der FH Würzburg den Einsatz von definiertem Gummimehl aus NR und SBR in unterschiedlichen Matrixwerkstoffen untersucht. Dies ist ein weiterer Schritt weg von höchster Sortenreinheit hin zu realistischeren Gummimehlen, wie sie beim Reifenrecycling entstehen (S. 200).

Und dann haben wir noch einen Aufsatz, der eine ganz grundlegende Elastomereigenschaft ausführlich darstellt. Der Gough-Joule-Effekt beschreibt, vereinfacht gesagt, das Phänomen, dass sich unter mechanischer Spannung stehende Elastomere bei Erwärmung zusammenziehen. Um diesen Effekt in Softwareprogrammen für die Belastungssimulation elastomerer Bauteile berücksichtigen zu können, muss eine transparente Messmethode, die eine klare Isolation, sowie Reproduzierbarkeit des GJ-Effektes erlaubt, erarbeitet werden. Die Grundlagen dafür legt Roy Hornig in seinem Beitrag „Thermomechanische Beschreibung des entropieelastischen Gough-Joule-Effektes für uniaxiale Dehndeformationen“ auf Seite 208.

Viel Spaß beim Lesen!
Christine Rüdiger

Report
186
Neun Kriterien zur Charakterisierung von Mikro- und Makroplastik in Böden

Das Thema Kunststoffabfall ist inzwischen in allen gesellschaftlichen Debatten angekommen. Allerdings findet die Verschmutzung des Ökosystems Boden immer noch wenig Beachtung. Es stellt sich also die Frage, ob auf Böden oder Feldern (inklusive in Wasser aus Drainagesystemen) verbleibende Kunststoffe nicht ähnliche Auswirkungen auf die Umwelt haben wie z. B. Kunststoffe in Meeren, Flüssen oder Seen. Forschern des iMulch-Projektes ist es gelungen, die ersten drei Prüfkriterien zur Bestimmung von Mikroplastik im Ökosystem Boden zu etablieren.

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188
EuRIC warnt vor einer ungewissen Zukunft für 527.000 t Altreifen

Die European Recycling Industries' Confederation (EuRIC), die die Interessen der europäischen mechanischen Altreifen-Recyclingindustrie vertritt, hat die Europäische Kommission aufgefordert, ihr Engagement für die Kreislaufwirtschaft zu verstärken. Mit der Veröffentlichung der ECHA-Empfehlungen zu Einstreumaterialien (Infill) für Kunstrasen liege es nun an der Kommission, eine Entscheidung darüber zu treffen, welche Maßnahmen in Bezug auf diese Anwendung getroffen werden sollen. EuRIC warnte vor den negativen Auswirkungen, die einige der vorgestellten Empfehlungen, einschließlich eines vollständigen Verbots, auf die Umwelt und auf die Ziele des beschleunigten Übergangs zu einer Kreislaufwirtschaft haben könnten.

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189
Naturkautschuk mit PEFC-Zertifizierung – PEFC-Anerkennung ist ein großer Schritt zur nachhaltigen Bewirtschaftung der vietnamesischen Waldflächen

Vietnam ist das neueste Mitgliedsland, dessen nationales forstliches Zertifizierungssystem durch das Programme for the Endorsement of Forest Certification schemes (PEFC) anerkannt wurde. Das Zertifizierungssystem für nachhaltige Waldbewirtschaftung PEFC basiert inhaltlich auf internationalen Beschlüssen der Nachfolgekonferenzen der Umweltkonferenz von Rio (1992). Vorrangiges Ziel von PEFC ist die Dokumentation und Verbesserung der nachhaltigen Waldbewirtschaftung im Hinblick auf ökonomische, ökologische sowie soziale Standards.

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190
Elektromobilität: China ist derzeit der größte E-Fahrzeugmarkt – Markttrends in den Kernregionen Europa und China im Q1 2021

Wie das Center of Automotive Management (CAM) an der Fachhochschule der Wirtschaft (FHDW) in Bergisch Gladbach berichtet, haben die Neuzulassungen von Elektrofahrzeugen (BEV/PHEV) in den Kernregionen China und Europa im ersten Quartal 2021 stark zugenommen. China ist dabei knapp vor Europa der größte Elektromobilitätsmarkt. Insgesamt wurden 489.000 Elektrofahrzeuge in China neu zugelassen, darunter 408.000 BEV und 81.000 PHEV. Das entspricht fast einer Verfünffachung der E-Fahrzeugzulassungen im Vergleich zu dem von Covid-19 geprägten Vorjahreszeittraum. Der Marktanteil steigt von 3,5 % auf 9,6 %.

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191
Reifenverkäufe der ETRMA-Mitglieder in Europa – Positive Entwicklung im ersten Quartal 2021

Am 19. April 2021 hat die European Tyre and Rubber Manufacturers' Association (ETRMA) die Reifenersatzverkäufe ihrer Mitglieder für das erste Quartal 2021 veröffentlicht. Nach Angaben des Verbandes trugen die ETRMA-Mitglieder zu einer positiven Erholung bei, nach dem sehr negativen Jahr 2020, das maßgeblich von der Covid-19-Pandemie mit zahlreichen Lockdowns in ganz Europa betroffen war.

192
Corona-Krise kann bewältigt werden – wenn die Rahmenbedingungen stimmen – Vom Tag der Kautschukindustrie 2021 des wdk

Am 27. April 2021 hat der diesjährige Tag der Kautschukindustrie des Wirtschaftsverbands der deutschen Kautschukindustrie (wdk) als neuartig konzipiertes Online-Event in digitalen Veranstaltungsräumen stattgefunden. Der Schwerpunkt lag in diesem Jahr auf der sich vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie andeutenden Zeitenwende, die von Experten unter verschiedenen Aspekten beleuchtet wurde.

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193
Stuttgarter Kunststoffkolloquium mit 600 – Gästen Das inzwischen 27. Stuttgarter Kunststoffkolloquium fand vom 1. bis 4. März 2021 zum ersten Mal als virtuelle Tagung statt.

In 40 Vorträgen, die in zwei Parallelsessions stattfanden, stellten Forschende verschiedener Stuttgarter Institute die neuesten Forschungsergebnisse der Universität Stuttgart in allen Bereichen der Kunststofftechnik vor. Insgesamt 600 registrierte Teilnehmer aus verschiedenen Ländern sahen über vier Nachmittage verteilt die Präsentationen zu den Themen Werkstoffe, Prozesse und Maschinentechnik sowie Zerstörungsfreie Prüfung und Faserkunststoffverbunde. Durch die Unterstützung der Fa. Coperion und anderer Firmen konnte die Veranstaltung kostenlos angeboten werden.

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194
Vom „Praxisforum Kunststofftechnik“ – VDWF etabliert ein neues Online-Event

Beim ersten Praxisforum Kunststofftechnik am 3. März 2021 verzeichnete der Verband Deutscher Werkzeug- und Formenbauer e. V. (VDWF) über 200 Teilnehmer, die direkt der Videokonferenz beiwohnten und weitere rund 50 Gäste, die die Veranstaltung per Livestream auf YouTube verfolgten. „Die Verlegung ins Web war aus der Not geboren“, erklärte VDWF-Geschäftsführer Ralf Dürrwächter. „Fakt ist aber: Wir haben unsere Reichweite immens vergrößert, sodass wir das Praxisforum Kunststofftechnik auch künftig jedes Frühjahr kostenfrei im Netz durchführen werden. Die informelle Kommunikation bei Präsenz-Events ist zwar durch nichts zu ersetzen, online konnten wir aber problemlos Branchenkollegen von der Ostsee bis Norditalien willkommen heißen.“ Inhaltlich konzentrierte sich die Veranstaltung auf nachhaltiges Handeln – im ökologischen wie auch im wirtschaftlichen Sinne.

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195
Kombinierter Umform- und Schweißprozess erlaubt komplexere Thermoformbauteile

Mit Hilfe eines kombinierten Umform- und Schweißprozesses soll zukünftig die Gestaltungsfreiheit von Thermoformbauteilen erhöht sowie an die von Spritzgießbauteilen angenähert werden.

196
Thermoformen elektrisch leitfähiger Compounds – Aktueller Stand des Forschungsprojekts TECMAT

Die Forschungseinrichtungen Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT) in Pfinztal, das belgische Institut für Textilforschung Centexbel und das Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg bearbeiten seit Juni 2020 das Forschungsprojekt „Thermally and electrically conductive fibre and plastic materials” (TECMAT). Ziel ist es, thermisch und elektrisch hochleitfähige Thermoplastcompounds für neue Einsatzbereiche zu entwickeln, indem die bisher eingeschränkten Möglichkeiten der Urformung (Spritzgießen, Extrudieren) und des Thermoformens deutlich erweitert werden (s. a. GAK Gummi Fasern Kunststoffe 1-2 2021).

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198
Bündnis Faire Energiewende übermittelt Abgeordneten Sechs-Punkte-Rettungsplan – Bundestag muss Wort halten, sonst droht Pleitewelle in mittelständischer Industrie

Wie das Bündnis Faire Energiewende berichtet, hatte sich der Deutsche Bundestag bei Verabschiedung des Brennstoffemissionshandelsgesetzes (BEHG) ausdrücklich dafür ausgesprochen, dass die mittelständische Industrie bei der CO2-Bepreisung entlastet werden muss. Damit sollte erreicht werden, dass Hersteller und Weiterverarbeiter aus dem energieintensiven Mittelstand im Wettbewerb mit großen Unternehmen und Anbietern außerhalb Deutschlands beim Kostenfaktor Energie noch wettbewerbsfähig sind. Die Bundesregierung hat deshalb eine entsprechende Verordnung erarbeitet, die aber in vielen Punkten ihr Ziel verfehle.

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199
Von der Idee zum patentierten Formteil-Serienprodukt

Die Fa. Berger S2B GmbH, ein Dienstleistungsunternehmen für Dichtungen und Formteile rund um die Polymer- und Dichtungstechnik, hat eine Formteillösung für das ProfiTube-Fallrohrsystem der Fa. Haidl GmbH & Co. KG entwickelt. Das patentierte Formteil ist ein zentraler Bestandteil des Fallrohrsystems, das viele Probleme durch die Improvisation mit Folienschläuchen bei Bau- und Reparaturarbeiten an Gebäuden löst.

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207
Fraunhofer IGD: Unterwassertestfeld nimmt Betrieb auf

Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD hat im April 2021 den Betrieb des Digital Ocean Labs, eines Unterwassertestfeldes für die Meerestechnik in der Ostsee gestartet. explained.

Article
200
Einsatz von definiertem Gummimehl aus NR und SBR in unterschiedlichen Matrixwerkstoffen

Als Fortführung vorangegangener Untersuchungen werden im vorliegenden Beitrag mit NR und SBR zwei unterschiedliche Polymere in Rezyklatmischungen untersucht, wodurch mit dieser Arbeit ein weiterer Schritt weg von höchster Sortenreinheit durchgeführt wurde. Es werden die möglichen Kombinationen aus NR- und SBR-Matrix und Gummimehl realisiert und die Eigenschaften der Mischungen untersucht. Während der Einsatz von SBR-Mehl in einer NR-Matrix zu geringeren Eigenschaftsverlusten führt, sind beim Einsatz von NRGummimehl in einer SBR-Matrix größere Verluste zu beobachten, die einen Einsatz in der Praxis mit hohem Anteil an NR-Gummimehl in Frage stellen. Bereits 10 phr NR-Mehl führen in einer SBR-Grundmischung zu Verlusten, wie 30 phr sortenreines SBR-Mehl. Die μ-RFA-Aufnahmen bestätigen erneut, dass die Mehlpartikel unabhängig von der Polymerkombination mit Schwefel angereichert werden und die Matrix an Schwefel verarmt. Somit lassen sich die Eigenschaftsverluste der Rezyklatvulkanisate im Vergleich zu den Referenzmischungen erklären.


Continuing earlier investigations in the present paper two different polymers, NR and SBR is investigated in recycled compounds. This is one step further away from perfect purity. All possible combinations with NR and SBR matrix compounds, as well as ground rubber, are carried out and the compound properties are investigated. While the use of SBR ground rubber leads to less loss of properties in an NR matrix, greater losses are observed for NR ground rubber in an SBR matrix, questioning the use of high loadings with NR ground rubber in practice. Already 10 phr of NR ground rubber lead to the loss of properties in an SBR compound, as much as 30 phr of SBR ground rubber of the highest purity. The local micro X-Ray fluorescence measurements confirm again, that independent of the type of polymer the ground rubber particles are enriched with sulfur and the matrix impoverishes. In this way the loss of properties of the recycled compounds with reference to the virgin compounds can be explained.

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208
Thermomechanische Beschreibung des entropieelastischen Gough-Joule-Effektes für uniaxiale Dehndeformationen

Der Gough-Joule-Effekt beschreibt den entropieelastisch initiierten Spannungszuwachs eines permanent unter mechanischer Dehndeformation bzw. einer Stauchung stehenden, chemisch vernetzten Elastomerkörpers, der unter nichtisothermen Bedingungen, d. h. bei einer stetigen Temperaturerhöhung auftreten kann. Der GJ-Effekt kann besonders unter statischen Belastungen beobachtet werden. Einige Softwareprogramme, die numerische Finite-Elemente-Berechnungen für die Belastungssimulation elastomerer Bauteile anbieten, besitzen Erweiterungsoptionen, um den GJ-Effekt zu berücksichtigen. Die Implementierung eines solchen Modells ist die derzeitige Herausforderung, die an die Schnittstelle zwischen dem Berechnungsingenieur, dem Softwareentwickler und dem Polymerphysiker bzw. Materialexperten gestellt werden. Diesem Schritt geht jedoch die Darstellung des GJ-Materialeffektes voraus, d. h. die Erarbeitung einer transparenten Messmethode, die eine klare Trennung bzw. Isolation, sowie Reproduzierbarkeit des GJ-Effektes erlaubt. In dieser Arbeit soll eine relativ einfache, thermoelastische Messmethode vorgestellt werden, die mit Hilfe der dynamisch-mechanischen Analyse (DMA) eine hochqualitative Erfassung des GJ-Effektes im Zugmodus erlaubt.


The Gough-Joule-Effect describes an entropyelastic initiated increase of stress in a permanent under mechanical elongation respectively compression standing, chemical crosslinked elastomeric body. The GJ-Effect is created by nonisothermal conditions, this means through a steadily raise of temperature resp. heat transfer. The GJ-Effect is given particularly under static loads. Some software programs, which support numerical Finite-Element-Analysis (FEA) for thermomechanical load investigations at elastomeric components, offer further extensions, to consider the Gough-Joule-Effect. The implementation of such models is currently a challenge, in the interface between the FEA user, the software developer and the polymer physicist resp. material expert, who did the measurements. This step needs preliminary work to find a clear presentation of the material´s GJ-Effect, this means the elaboration of a transparent measurement method, which allows a good separation resp. isolation, and furthermore a reproducibility of the GJ-Effect. This paper introduces a method, that is easy to handle and which allows a high qualitative determination of the GJ-Effect in the tensile load mode using the dynamic-mechanical analysis (DMA).

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