GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Editorial
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Wie die Industrie bei der Bekämpfung von Corona hilft

Noch immer wird unser Alltag zu großen Teilen von der COVID-19-Pandemie bestimmt. Mund-Nase-Masken werden uns sicher noch einige Zeit begleiten und für medizinisches Personal sind Atemschutzmasken ein wichtiger Bestandteil des Schutzes vor Corona-Viren. Der zusätzliche Bedarf insbesondere an FFP-Schutzmasken hat vor allem zu Beginn der Corona-Pandemie zu akuten Versorgungsengpässen geführt.

Da ist es gut zu sehen, wie schnell die Industrie auf die neuen Anforderungen reagieren kann. Viele Unternehmen haben ihre Kompetenzen genutzt, um rasch neue Lösungsansätze und Materialien für das Design von Masken zu entwickeln. Teilweise konnten sie schon im April mit der Produktion beginnen. In unserem Masken-Special (S. 260 – 267) können Sie lesen, wer hinter den zahlreichen Maskenentwicklungen steht. Industrieunternehmen vom Materialhersteller und Distributor bis zum Maschinenbauer und Verarbeiter haben aber nicht nur Masken entwickelt, sondern unterstützen die Hersteller von Medizinprodukten durch die Lieferung wichtiger Materialien oder Teile.

Die Themen Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft sind über die Corona-Krise ein wenig in den Hintergrund getreten, haben aber darum nicht an Dringlichkeit verloren. Der wdk hat nun mit „Moving in Circles“ eine neue Broschüre zum Thema Kreislaufwirtschaft in der Kaut­schukindustrie veröffentlicht (S. 247). Ein weiterer Fachbeitrag beschäftigt sich damit, wie in Reifencord-Haftmischungen auf Cobalt und Resorcin verzichtet werden kann (S. 248).

Auch Simulationen tragen zur Nachhaltigkeit bei, weil so weniger Versuche durchgeführt werden müssen und Ressourcen eingespart werden können. Auf Seite 238 lesen Sie, wie die Simulation zur Werkzeug- und Prozessauslegung genutzt werden kann. Um die Simulation von Grenzschichtsystemen und eines zweidimensionalen Gummi/Rezyklat-Modells geht es im Beitrag auf Seite 242.

Wird Stahl im Automobilbau durch die leichteren Metalle Magnesium und Aluminium ersetzt, kann das zu einer Korrosion der EPDM-Dichtungsprofile führen. Abhilfe kann die Erhöhung des Durchgangswiderstandes des Profils schaffen. Wie, erfahren Sie auf Seite 252.

Das GAK-Redaktionsteam wünscht viel Spaß beim Lesen!

Herzliche Grüße
Christine Rüdiger

Report
238
Topflappen für den LSR Spritzguss optimiert – Dank virtueller Optimierung Anspritzkonzepte ressourcenschonend abmustern

Das Fließverhalten von polymeren Werkstoffen in der Spritzgießkavität ist von vielen Faktoren abhängig und daher nur schwer vorhersagbar. Moderne Simulationsansätze unterstützen bei der Werkzeug- und Prozessauslegung, indem verschiedene Konzepte für die Anbindung berechnet, miteinander verglichen und nach verschiedenen Kriterien bewertet werden. Dabei werden keine materiellen Ressourcen verschwendet und der Personal- und Zeitaufwand bleibt minimal. Im Falle eines komplexen LSR-Bauteils wurden das Artikeldesign und Anbindungskonzept so optimiert, dass bereits bei der ersten Werkzeugabnahme erfolgreich Bauteile in guter Qualität produziert wurden.

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246
Grundlagen für neuartige Multi-Matrix-Faserkunststoffverbunde

Felix Conrad erhält für seine Diplomarbeit „Herstellung von Multi-Matrix-Faserkunststoffverbunden (MM-FKV) und Analyse ihrer mechanischen Eigenschaften“ den Professor-Franz-Brandstetter-Preis. Die Ergebnisse der Arbeit liefern wichtige Grundlagen für MM-FKV mit lokal variierenden mechanischen Eigenschaften, wodurch sich z. B. medizintechnische Bauteile optimieren lassen.

247
Kreislaufwirtschaft in der Kautschukindustrie – wdk veröffentlicht Broschüre

Der Wirtschaftsverband der deutschen Kautschukindustrie (wdk) hat unter dem Titel Moving in Circles eine Broschüre zur Kreislaufwirtschaft veröffentlicht. Darin werden das nationale Kreislaufwirtschaftssystem für Kautschuk und Elastomere anschaulich dargestellt und erstmals die entsprechenden Stoffströme quantifiziert.

248
Die Co-Operation – Haftmischungen ohne Cobalt und Resorcin

Cobaltsalze und Harze auf Resorcinbasis werden in der Reifenindustrie als Bestandteile von Haftmischungen für Stahlcord benötigt. Hinsichtlich Nachhaltigkeit, Mitarbeiter- und Umweltschutz werden diese Substanzen jedoch in der Industrie zunehmend kritisch betrachtet. Im Rahmen einer gemeinsamen Forschungskooperation haben die Firmen Brüggemann und Allnex nun ein Produkt entwickelt, welches es ermöglicht, sowohl Cobalt als auch Resorcin aus Stahlcord-Haftmischungen zu entfernen.

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Kunststoff rettet Leben – Zahlreiche Unternehmen aus Oberösterreich tragen mit ihren Produkten zur Bewältigung der COVID-19-Pandemie bei

Ob Atemschutzmasken, Acrylglas-Schutz oder medizinisches Material: Die Corona-Krise zeigt deutlich, dass unsere Gesellschaft auf Kunststoff angewiesen ist. Die Diskussion, ob das Material mit seinem ramponierten Image aus unserem Leben verschwinden soll, ist durch die Pandemie verstummt. Zahlreiche Unternehmen aus Oberösterreich leisten mit ihren Erzeugnissen einen wichtigen Beitrag, um den gesundheitlichen ­Kollateralschaden in Grenzen zu halten.

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Providee: Corona-Atemmasken made in Germany

Bereits Anfang März diesen Jahres, zu einem Zeitpunkt, als die meisten noch nicht ahnten, wie dramatisch sich das Coronavirus ausbreiten würde, machte man sich bei der oberfränkischen Firma Providee GmbH Gedanken darum, wie man auf den zu erwartenden weltweiten Mangel an Schutzausrüstung reagieren könnte. Die Antwort war die Idee von einer aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) bestehenden, wiederverwendbaren Atemmaske, die komplett in Deutschland gefertigt wird.

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Hinter der Maske – Wie die Kunststoffindustrie bei der Bewältigung der COVID-19-Pandemie hilft

Zahlreiche Unternehmen aus der Kunststoffindustrie leisten ihren Beitrag zur Bewältigung der COVID-19-Pandemie und unterstützen die Hersteller von Medizinprodukten durch die Lieferung wichtiger Materialien oder Teile. Industrieunternehmen vom Materialhersteller und Distributor bis zum Maschinenbauer und Verarbeiter haben insbesondere zur Herstellung von dringend benötigten Atemschutzmasken innovative Lösungen entwickelt und umgehend mit der Produktion begonnen.

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Article
242
Simulation der Diffusion von Schwefel in Kautschukmischungen mit Gummimehl

Die Untersuchung der Schwefeldiffusion in einer Gummi-Matrix erfordert lange Laborzeiten und Personal zum Mischen des Compounds. Dies bedeutet einen hohen koordinativen Aufwand während des laufenden Hochschulbetriebs. Abhilfe kann hier die rechnergestützte FEM-Simulation schaffen, welche in vorliegender Arbeit auf den Fick‘schen Gesetzen basiert. Zukünftig soll es möglich sein, eine große Anzahl an Untersuchungen vorab am Rechner zu simulieren. Bereits erfolgte Abschlussarbeiten konnten die Diffusion des Schwefels unter anderem mittels µRFA-Messungen zeigen. Hier wird über die Simulation von Grenzschichtsystemen und eines zweidimensionalen Gummi/Rezyklat-Modells die Realität angenähert. Zur Berechnung werden die Diffusionskoeffizienten einer vorhandenen Forschungsarbeit verwendet. Abschließend wird ein Vergleich mit den µRFA-Messungen und den theoretischen Berechnungen vorheriger Abschlussarbeiten gezogen, um das Simulationsmodell zu überprüfen. Die Ergebnisse der Simulationen zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Laborversuchen. Somit konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, die Schwefeldiffusion mit ausreichender Genauigkeit am Rechner nachzustellen. Zukünftig soll das Modell soweit verfeinert werden, dass komplexere Untersuchungen durchgeführt werden können.


The examination of the diffusion of sulfur in a rubber matrix requires sufficient time in laboratories and personnel to mix the compound. This means a high level of coordination efforts during regular university business. An FEM model based on Fick´s laws can help to reduce laboratory time. In the future, it should be possible to simulate a large number of examinations on the computer in advance. With the help of local X-ray fluorescence imaging (µXRF), different thesis showed the diffusion of sulfur in laboratory tests. The simulation of a boundary layer system and a rubber recyclate system should approach reality. All diffusion coefficents for the simulation model are based on previous examinations. Finally, there is a comparison between the µXRF results, the theoretical calculation and the simulation to verify the accuracy of the FEM model. All results match well with the laboratory tests. A conclusion of the results is that diffusion of sulfur can be simulated with sufficient accuracy. In the future, the model will be refined to such an extent, that more complex investigations can be carried out.

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Einflussfaktoren auf Vulkanisation, Verarbeitung und Eigenschaften von EPDM Compounds für Automotive-Anwendungen – Verschiedene Rußtypen

Um das für 2025 von der Europäischen Union (EU) gesetzte Emissionsziel von 78 g CO2/km zu erreichen, setzen Autobauer auf Gewichtsreduktion. Einige OEM verwenden beim Aufbau der Türen deshalb anstelle von Stahl die Leichtmetalle Magnesium und Aluminium. Durch den Einsatz von weniger edlen Metallen kann es jedoch zur Korrosion sowohl der EPDM-Dichtungsprofile als auch der Metalloberflächen kommen. Um das zu vermeiden, muss der Durchgangswiderstand der EPDM-Profile von 106 Ω cm auf mehr als 108 Ω cm erhöht werden. Solche höheren Werte lassen sich leicht erreichen, indem man den Rußanteil im Compound unter die Perkolationsschwelle absenkt. Das hat jedoch negative Auswirkungen auf die Vulkanisations- und Verarbeitungseigenschaften sowie die physikalischen Eigenschaften. In diesem Beitrag wird der Einfluss verschiedener Rußtypen auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von EPDM Compounds beschrieben. Der höchste Durchgangswiderstand (≈1014 Ω cm) wurde mit einem wenig strukturierten Rußtyp mit geringer spezifischer Oberfläche erreicht. Mit diesem Rußtyp konnten auch die besten mechanischen Eigenschaften und das beste Extrusionsverhalten erzielt werden.


In order to meet 2025 European Union (EU) emissions target of 78 g CO2/km, several original equipment manufacturers (OEMs) are looking into weight-reduction strategy of replacing high strength steel car doors to light-weight Magnesium/Aluminum (Mg/Al) doors. When the steel doors are replaced by less noble metals Mg/Al, it results in electrochemical corrosion of the EPDM sealing profiles and partly, in oxidation of metal surface. In order to eliminate this corrosion, the volume resistivity of EPDM profiles is required to be increased from 106 Ω cm to ≥108 Ω cm. These higher resistivity values can be easily achieved by reduction of carbon black content in the compound to below its percolation threshold. However, reducing the carbon black content has an adverse effect on compound curing, physical, and processing properties. In this paper, the influence of different carbon black types onto the overall electrical and mechanical properties of the final compounds is reported. The high volume resistivity (≈1014 Ω cm) was obtained with carbon black types having lower surface area and lower structure. Additionally, the best mechanical and extrusion properties were also achieved with the carbon black type of lower surface area and lower structure.

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