GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Issue 06 | 2018

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Editorial
267
Datenschutz oder die Kunst, mit Kanonen auf Spatzen zu schießen und die großen Fische zu verfehlen?!

Wird Ihr E-Mail-Postfach seit einigen Wochen auch überschwemmt mit Nachrichten, in deren Betreff so etwas steht wie „Wir wollen mit Ihnen in Kontakt bleiben“ oder ähnliches?


Ja, die neue Datenschutzverordnung der EU zieht ihre Kreise. Ein bisschen ist es ja wie bei REACH. Die Unternehmen wissen seit langem, dass Handlungsbedarf auf sie zukommt, aber reagiert wird dennoch erst in letzter Minute. Gerade kleinere Unternehmen, die nicht über ein Heer an IT-Spezialisten verfügen, sind derzeit mit der korrekten Umsetzung der Datenschutzlinie oft überfordert. Fehler beim Handling von Kundendaten werden nahezu unvermeidlich sein – beim Schützenverein, beim Hobbyblogger, bei der Schreinerei um die Ecke, beim mittelständischen Kautschuk- und Kunststoffverarbeiter, und vielleicht auch bei Ihnen?


Es bleibt zu hoffen, dass sich nun die entsprechenden Kontrollgremien zunächst die großen Fische – Google, Facebook, Yahoo & Co. – vorknöpfen, und sich nicht als erste Amtshandlung anschauen, ob die Liste der Newsletter-Empfänger des örtlichen Hundesportvereins korrekt erstellt worden ist.


Apropos Newsletter – wie man aus der lästigen Pflicht der korrekten Datenerhebung noch eine richtig gute Sache machen kann, bewies ein norddeutsches Unternehmen aus dem Bereich Grenzflächenchemie, das mich heute anschrieb, um mich zu fragen, ob ich dessen Newsletter weiter erhalten möchte. Für jede bestätigte Newsletter-Anmeldung spendet das Unternehmen einen Euro an ein Projekt, das sich dem Kampf gegen Kunststoffmüll in den Weltmeeren verschrieben hat.*
Da dürften sich doch auch die großen Fische und Meeressäuger freuen!

Beste Grüße
Stephanie Waschbüsch
s.waschbuesch@gupta-verlag.de**

* The Ocean Cleanup, www.theoceancleanup.com.
** Gern dürfen Sie meine E-Mail-Adresse in alle Ihre Kautschukthemen betreffenden Newsletter, Mailinglisten etc. aufnehmen.

Interview
278
Kontinuierliche Ausbildung ist der Schlüssel zur Innovation – Gespräch mit Dr. Cristina Bergmann, der neuen Vorsitzenden der Deutschen Kautschuk-Gesellschaft

Dr. Cristina Bergmann ist neue Vorsitzende der Deutschen Kautschukgesellschaft e. V. Mit ihr steht zum ersten Mal seit Gründung der Gesellschaft im Jahr 1926 eine Frau an der Spitze der DKG. Sie und ihre beiden Stellvertreter Prof. Dr.-Ing. Andreas Limper und Dr. Hans-Martin Issel wurden am 8. Mai 2018 in Bad Neuenahr mit einstimmigem Votum der DKG-Mitgliederversammlung für die Amtszeit 2018 – 2021 gewählt.
Nach Studium und Promotion am DIK folgten für Bergmann zunächst berufliche Stationen bei Continental und der RheinChemie. Seit 2009 ist sie beim Ölspezialisten Hansen & Rosenthal KG in Hamburg tätig. Aktuell bekleidet sie dort die Position des Head of H&R Research Laboratory. Die GAK-Redaktion sprach mit der neuen DKG-Vorsitzenden über ihre Pläne und Visionen.

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Report
280
Aktuelle Werkstoffinnovationen, neue Technologien, Nachhaltigkeit – Die Elastomerbranche trifft sich zur Deutschen Kautschuk-Tagung 2018

Die Deutsche Kautschuk-Gesellschaft (DKG) ruft, und alle kommen: Vom 2. – 5. Juli 2018 wird Nürnberg wieder einmal der Treffpunkt für die Elastomerindustrie aus dem In- und Ausland sein. Zur Deutschen Kautschuk-Tagung 2018 (DKT) werden tausende von Besuchern erwartet, die in der Fachausstellung an den Ständen von ca. 300 Ausstellern innovative und bewährte Produkte und Technologien direkt in Augenschein nehmen können und sich in der Fachkonferenz über den aktuellen Stand der Elastomerforschung und
–entwicklung informieren. Die DKT ist mit ihrem breit angelegten Fachausstellungsangebot, das die gesamte Supply Chain der Kautschukindustrie abdeckt, und dem hochkarätig besetzten viertägigen Kongress in dieser Form weltweit einzigartig und der ideale Ort, um Dynamik, Enthusiasmus, Innovationsstärke und Zukunftsfähigkeit der Kautschukwelt und ihrer Träger hautnah zu erleben und gewinnbringende Erkenntnisse für die eigenen Geschäfte zu erhalten.

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302
ACS-Auszeichnung im Jubiläumsjahr – 50 Jahre Coesfeld GmbH & Co. KG

Reinhold Kipscholl, einer der beiden Geschäftsführer der Coesfeld GmbH & Co. KG, wurde in diesem Jahr mit dem Fernley H. Banbury Award der Rubber Group der American Chemical Society ausgezeichnet. Das in Dortmund-Wickede ansässige Unternehmen wurde 1968 gegründet und hat sich in seiner 50-jährigen Firmengeschichte zu einem weltweit anerkannten Entwickler und Anbieter im Bereich der Werkstoffprüfung und Prüftechnik entwickelt.

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304
Wie neue Aktivatoren Einfluss auf das Vulkanisationsverhalten nehmen können

Im Rahmen der hier vorgestellten Arbeiten sollen neuentwickelte Aktivatoren hinsichtlich ihres Verhaltens in einer praxisnahen SBR-Kautschukmischung untersucht und vorgestellt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Beeinflussung des Vulkanisationsverhaltens nicht nur über den Wechsel des Beschleunigerpakets, sondern auch durch den gezielten Einsatz spezieller Aktivatoren möglich ist.

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307
Von der „Keltan Innovation Challenge 2018“

Der Arlanxeo-Geschäftsbereich Keltan hat in einer zweitägigen „Innovation Challenge“ Wissenschaftler, Experten und Studenten zusammengebracht, um über die zukünftigen Herausforderungen für Keltan EPDM zu diskutieren. Die „Keltan Innovation Challenge 2018“ fand in Maastricht, Niederlande, mit vier Hochschulen bzw. Forschungseinrichtungen statt.

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308
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg – University of Applied Sciences – Praxisorientierte Studiengänge an der Nahtstelle von Chemie und Materialwissenschaften

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.

Wir setzen unsere Serie mit der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg fort, die im Bereich Chemie und Materialwissenschaften gut aufeinander abgestimmter Bachelor- und Masterstudiengänge anbietet und eng mit der Industrie kooperiert.

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Vom 21. PolyKing-Event an der Hochschule Würzburg-Schweinfurt – Zwei Absolventen des Studiengangs Kunststoff- und Elastomertechnik ausgezeichnet

Rund 100 Besucher – darunter Studierende, Mitarbeiter, Professoren sowie Industrievertreter – nahmen am 21. PolyKing-Event, dem jährlichen Treffen des Förderkreises Kunststofftechnik an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt (FHWS), am 4. Mai 2018 in Würzburg teil. Im Rahmen der Veranstaltung wurden zwei Absolventen des Studiengangs Kunststoff- und Elastomertechnik für ihre herausragenden Bachelorarbeiten prämiert. Darüber hinaus boten fünf Fachvorträge Einblicke in Produktionsprozesse und gaben Anlass, um zu diskutieren und sich auszutauschen.

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311
Vom Tag der Kautschukindustrie 2018 – ADK und wdk fordern größere Dialogbereitschaft der Bundesregierung

Der Wirtschaftsverband der deutschen Kautschukindustrie (wdk) und der Arbeitgeberverband der Deutschen Kautschukindustrie (ADK) konnten auf ihrem gemeinsam veranstalteten Tag der Kautschukindustrie in Berlin mehr als 200 Besucher begrüßen, die ein abwechslungsreiches Programm geboten bekamen. Im Rahmen der Veranstaltung forderten die Verbände eine größere Dialogbereitschaft der Bundesregierung. Anknüpfend an ihre Bewertung des Koalitionsvertrags bekräftigten der ADK-Vorsitzende Dr. Sven Vogt und wdk-Präsident Dr. Ralf Holschumacher, dass das verarbeitende Gewerbe von der Politik stärker wahrgenommen werden müsse.

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Prognose für den Naturkautschuk­markt: von der Überproduktion zur Verknappung
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Vom 29. Internationalen Kolloquium Kunststofftechnik des IKV

Mit über 870 Besuchern aus 261 Unternehmen und Institutionen konnten die Erwartungen an die Teilnehmerzahlen aus den Vorplanungen des diesjährigen IKV-Kolloquiums, das vom 28. Februar bis 1. März 2018 in Aachen stattfand, deutlich übertroffen werden. Die Fachleute kamen aus 17 Nationen, zwar sieben weniger als im Jahr 2016, was aber dennoch einmal mehr den internationalen Charakter des Kolloquiums als weltweiten Branchentreff unterstreicht. Die parallel zum 29. Internationalen Kolloquium Kunststofftechnik stattfindende Industrieausstellung war mit über 50 Ausstellern ebenfalls hervorragend ausgelastet. 36 Fachvorträge der IKV-Wissenschaftler und 18 Keynotevorträge von Experten aus der Industrie gaben einen Überblick über aktuelle Innovationen, neue Produktionsverfahren, Methoden der Produktentwicklung und Unternehmensstrategien in der Kunststofftechnik. Die Leitthemen des IKV, Kunststoffindustrie 4.0, Integrative Kunststofftechnik, Leichtbau und Additive Fertigung, bildeten dabei deutlich erkennbar den Rahmen des Tagungsprogramms. Die fünf Plenarvorträge aus Wissenschaft und Industrie widmeten sich dementsprechend Aspekten der künstlichen Intelligenz, des Internets der Kunststoffverarbeitung, der additiven Fertigung, dem kostenreduzierten Leichtbau und der digitalen Transformation in der Kunststoffverarbeitung. Das Resümee: fürwahr insgesamt wieder ein stimmiges Kolloquium.

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Article
320
Elastomeranwendungen für Trinkwasserdichtungen

Trinkwasser ist ein essenzielles Lebensmittel. Umso wichtiger ist es, dass die Materialien, die in Kontakt mit Trinkwasser kommen, die strengen, geltenden Reinheitskriterien einhalten, um Verunreinigungen des Wassers zu vermeiden. Für Elastomere wird dies durch die Elastomerleitlinie vorgegeben und geregelt. Die folgende Arbeit stellt die neu entwickelten Elastomerwerkstoffe vor, die uneingeschränkt der Elastomerleitlinie, ­Positivliste 1, entsprechen und auch über die weiteren relevanten nationalen Trinkwasserzulassungen in Europa verfügen. Nach einer kurzen Einführung zu den Herausforderungen im Rezepturaufbau wird gezeigt, dass neben der hygienischen Eignung auch die physikalischen Werte gemäß DIN EN 681-1, Tabelle 2 und 3, eingehalten werden und die Werkstoffe hinsichtlich ihrer Prozessfähigkeit für die Herstellung von Formteilen sehr gut geeignet sind. Des Weiteren werden Arrhenius-Untersuchungen beschrieben, anhand derer die Langzeitbeständigkeit dieser Werkstoffe bestätigt werden kann.


Drinking water is an essential foodstuff. This makes it all the more important that the materials that come into contact with drinking water comply with the strict, applicable purity criteria in order to avoid the possibility of contamination of the water. For elastomers, this is regulated and specified by the Elastomer Guideline of the German Environment Agency. The following article presents the newly developed elastomer materials that fully comply with the Elastomer Guideline, Positive list 1, and also meet the other requirements of the relevant drinking water regulations in Europe. After a brief introduction to the challenges in recipe formulation, it is shown that in addition to the hygienic suitability, the physical values according to DIN EN 681-1, tables 2 and 3, are met and the materials are very well suited for the production of moulded parts with regard to their process capability. Additionally, Arrhenius analyses are described, which confirm the long-term durability of these materials.

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324
Verstärkung von Naturkautschuk mit Kieselsäure/Silanen in Abhängigkeit von verschiedenen Amintypen

Diphenylguanidin (DPG) ist der am häufigsten verwendete Zweitbeschleuniger für Kieselsäure/Silan-verstärkte Elastomercompounds, weil es sowohl die Silanisierungsreaktion als auch die Deaktivierung freier Silanolgruppen, die nach der ­Silanisierung übrig bleiben, begünstigt. Aufgrund von Gesundheits- und Sicherheitsbedenken bei der Verwendung von DPG, das sich bei hohen Verarbeitungstemperaturen unter Freisetzung von hochtoxischem Anilin zersetzt, sind sichere Alternativen gefragt. Diese Arbeit untersucht den Einfluss verschiedener linearer oder zyklischer aliphatischer Amine mit ähnlichem pKa-Wert auf die ­Eigenschaften von kieselsäureverstärkten Naturkautschukcompounds, wobei die DPG-haltigen Compounds als Referenz betrachtet werden. Die untersuchten Amine sind: Hexylamin (HEX), Decylamin (DEC), Octadecylamin (OCT), Cyclohexylamin (CYC), Dicyclohexylamin (DIC) und Chinuclidin (QUI). Der Einsatz von Aminen, gleich welchen Typs, führt im Vergleich zu Compounds ohne Amine zu geringeren Füllstoff-Füllstoff-Wechselwirkungen (Payne-Effekt) und verstärkter Füllstoff-Elastomer-Wechselwirkung, die sich durch den Bound-Rubber-Anteil und eine reduzierte Wärmekapazitätsdifferenz zeigt. Im Vergleich zu zyklischen Aminen haben Amine mit Alkylketten einen besserer Zugang zur Kieselsäureoberflache und zeigen durch die geringere sterische Hinderung einen gewissen Abschirmeffekt, sodass sie den Payne-Effekt besser reduzieren und die Vulkanisationsgeschwindigkeit besser steigern können. Die längeren Kohlenstoffketten der linearen Amine von HEX über DEC zu OCT führen zu einem geringeren Payne-Effekt, einer geringeren Wärmekapazitätsdifferenz, einem höheren Bound-Rubber-Anteil sowie zu ­einem größeren Modul und größerer Zugfestigkeit. Insgesamt sind kieselsäureverstärkte Kautschukcompounds mit OCT den entsprechenden Compounds mit DPG in ihren Eigenschaften am ähnlichsten, sodass OCT eine mögliche Alternative für DPG sein könnte.


Diphenyl guanidine (DPG) is the most commonly used secondary accelerator in silica-reinforced rubber compounds due to its additional positive effect on the silanization reaction and de-activation of free silanol groups that are left over after the silanization. However, due to health and safety concerns about the use of DPG, that decomposes to give highly toxic aniline during high processing temperature, safe alternatives are required. This work investigates the effect of various types of aliphatic amines having alkyl or cyclic structures and similar pKa, i.e. hexylamine (HEX), decylamine (DEC), octadecylamine (OCT), cyclohexylamine (CYC), dicyclohexylamine (DIC) and quinuclidine (QUI), on the properties of silica-reinforced natural rubber (NR) compounds by taking the ones with DPG and without amine as references. When compared to the compound without amine, the use of all amine types reduces filler-filler interaction, i.e. Payne effect, and enhances filler-rubber interaction as indicated by bound rubber content and decreased heat capacity increment. The amines with alkyl-chains can reduce the Payne effect and enhance cure rate to a greater extent compared to the amines with cyclic rings as a result of better accessibility towards the silica surface and a shielding effect because of less steric hindrance. The longer carbon-tails on linear aliphatic amines ranging from HEX, DEC to OCT lead to a lower Payne effect, lower heat capacity increment, higher bound rubber content, and higher modulus as well as tensile strength. Overall, the use of OCT provides silica-reinforced NR compounds with properties closest to the reference one with DPG, and can act as a potential alternative for DPG.

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333
Neue Entwickungen für Lkw-Reifen: Leistungsfähigkeit und Nachhaltigkeit

Bei der Herstellung von Luftreifen für starke Beanspruchung, wie z. B. Lkw-Reifen, werden in der Regel Elastomere verwendet, die zum größten Teil aus Naturkautschuk bestehen, dem zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen den Verschließ der Lauffläche ein kleiner Teil Polybutadienkautschuk beigemischt wird. Darüber hinaus wird es in der Reifenindustrie immer beliebter, einen Teil des Rußes durch gefällte Kieselsäure zu ersetzen, um ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Rollwiderstand, Nasshaftung und Abriebfestigkeit zu erreichen. Um solch eine komplexe Formulierung zu optimieren, könnte ein SBR (E-SBR oder S-SBR) mit niedrigem Tg eingeführt werden, das in Anwesenheit entsprechender funktioneller Gruppen für eine bessere Polymer-Füllstoffwechselwirkung sorgt. Hier wird eine Untersuchung zu Compounds für Reifenlaufflächen für mittlere Beanspruchung vorgestellt. Die Compounds haben einen reduzierten Naturkautschukanteil, sind durch zwei Füllstoffe verstärkt und enthalten S-SBR-Typen mit und ohne Funktionalisierung, die entweder im Batchverfahren oder kontinuierlich produziert sind. Ziel war es, eine geringe Hysterese (geringerer Rollwiderstand, reduzierter Heat Build-up) mit guter Verarbeitbarkeit und hoher Verschleißfestigkeit (Einreißen, Abrieb) zu kombinieren. Neben der Optimierung der Eigenschaften durch die Auswahl des Polymerblends, wurde das naphthenische Öl, das in der untersuchten Formulierung verwendet werden muss, durch einen biobasierten Weichmacher ersetzt. Dieses biobasierte Öl wird durch einen nachhaltigen Bioraffinationsprozess gewonnen, der mehrere Vorteile hat, darunter ein verbesserter ökologischer Fußabdruck und eine höhere Leistungsfähigkeit. Der vorgeschlagene neuartige Weichmacher bietet die Möglichkeit, die Idee von grünen Reifen für Schwerlastanwendungen weiterzuführen.


Pneumatic tires intended for severe service such as truck tires may be composed of elastomers comprised primarily of natural rubber with a minor amount of polybutadiene rubber to promote resistance to tread wear. Moreover, the partial replacement of carbon black with precipitated silica is becoming popular in the tyre industry, in order to achieve a balanced condition between properties like rolling resistance, wet grip and abrasion resistance. To optimize such complex formulations low Tg SBR may be introduced, from emulsion or solution polymerization, combined with the presence of functional groups for a better filler-polymer interaction. An investigation is presented for providing tire tread compounds for medium severity service, characterized by reduced NR content, dual-filler reinforcement and containing S-SBR grades produced through batch and continuous technology, with or without functionalization. Targeted key properties are low hysteresis (lower rolling resistance, reduced heat build-up) together with good processability and wear resistance (tear, abrasion). Besides performance optimization by selected polymer blends, the fossil oil required in the investigated formulation (naphthenic) is replaced by a bio-sourced plasticizer. The proposed green oil is obtained via a highly sustainable bio-refinery production step offering several benefits, including improved environmental footprint and enhanced performance. The proposed novel plasticizers provide opportunities to extend the idea of green tires to heavy duty application.

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340
Untersuchungen zur Diffusion des Schwefels in Rezyklat-Kautschukmischungen

In der vorliegenden Arbeit wird Gummimehl definierter Rezeptur hergestellt, charakterisiert und sortenrein in eine Kautschuk­mischung identischer Rezeptur eingemischt. In Teil 1 dieser Veröffentlichung in GAK 05/2018 wurde bereits der Diffusionskoeffizient des Schwefels bestimmt, welcher nun hier zu Berechnung der Schwefeldiffusion eingesetzt wird. Es erfolgt eine Berechnung des Diffusionsvorgangs für unterschiedliche Partikelgrößen und für typischerweise in der Kautschukverarbeitung vorkommende Zeitabläufe. Die Berechnungen werden mit experimentellen Ergebnissen mittels mechanischer Messungen sowie ortsaufgelöster Röntgenfluoreszenzanalyse (µ-RFA) verglichen. Es kann bestätigt werden, dass durch die Schwefeldiffusion sämtliche Mehlpartikel mit Schwefel angereichert werden. Durch Rezepturanpassung im Schwefelgehalt ist es teilweise möglich, die Folge dieser Schwefeldiffusion zu kompensieren, jedoch werden in jedem Fall inhomogene Vulkanisate bei Hinzugabe von Gummimehl erhalten. Offenbar ist auch eine Diffusion des verwendeten Beschleunigers in Betracht zu ziehen.


In the present paper, ground rubber with defined formulation was produced and characterised and afterwards mixed in varietal purity into a rubber compound of identical formulation. In part 1 of this publication in GAK 05/2018 the diffusion coefficient of sulfur was determined, which is used here for the calculation of the diffusion of sulfur. The calculation of diffusion is carried out for different particle sizes as well as for time scales which are typical in rubber processing. Then the calculations are compared with experimental results via mechanical characterisation as well as local X-ray fluorescence analysis. It can be confirmed that because of the diffusion all ground rubber particles are enriched with sulfur. By adjustment of the sulfur content in the formulation it is partly possible to compensate the effect of diffusion, nevertheless the vulcanisates are inhomogeneous in any case when ground rubber is added to the compounds. It is also necessary to keep in mind a diffusion of the accelerator used in this study.

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