GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Issue 07 | 2015

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Editorial
459
Lassen Sie sich gerne digitalisieren?

Bestimmt vergeht heute kein Tag mehr, an dem nicht in irgendeinem Medium, von irgendeinem Internet­unternehmen durch Experten – oder solche, die sich dafür halten – die Segnungen des digitalen Zeitalters kritiklos in den schönsten und schillerndsten Farben ausgemalt und angepriesen werden.


Wer kennt nicht die Schlagwörter zum Informationszeitalter, zur Industrie/Arbeit 4.0, zum Internet der Dinge u. ä. mehr? Wer hat nicht schon gehört, gesehen oder selbst ausprobiert, was man mit Apps auf dem Smartphone schon so alles anstellen kann? Wer hat nicht schon erlebt, dass die Kommunikation beim Zusammensein in trauter Runde nahezu völlig zusammenbricht, weil die Mobilgeräte ihre Besitzer völlig zu dominieren scheinen?


Wer ist sich wirklich aktiv bewusst, dass wir heute schon fast auf allen unseren Wegen im Grunde genommen ständig überwacht werden? Denken Sie nur an die Mautstationen auf den Autobahnen, Bewegungsprofile durch Ihr Smartphone, Ihre Gesundheitskarte (natürlich, wie der Name sagt, nur positiv gedacht), künftige Möglichkeiten der Wearables und von Blackboxes in unseren Autos, von deren Vernetzung einmal ganz abgesehen (die Versicherungen werden Ihnen das alles mit niedrigeren Beiträgen schmackhaft machen – ein Schelm, wer Böses dabei denkt) u. v. m.


Selbst im Bundestag bzw. bei den Bundestagsabgeordneten ist das digitale Zeitalter inzwischen angekommen – nicht durch die NSA-Überwachung, von der man ja nichts wusste, sondern durch angeblich russische Hacker, die irgendwann doch bemerkt wurden. Was kann die bloß ausgerechnet dort interessiert haben?


Auch bei unserer Regierung, die nicht unbedingt durch Visionen und deren Umsetzung oder Gestaltungswillen geprägt erscheint, beginnt man sich offenbar für die digitale Revolution in unserer Welt zu interessieren. „Wir wissen noch nicht genau, was passieren wird, aber wir wissen, dass wir digitaler, flexibler und vernetzter arbeiten werden.“ – Andrea Nahles, SPD-Arbeitsministerin. Bis immerhin Ende 2016 will sie ein Weißbuch mit Vorschlägen (!) für die Arbeitswelt der Zukunft vorgelegt haben.


„Bargeld ist ein Anachronismus“, stammt von dem Wirtschaftsweisen Peter Bofinger, der bei den heutigen technischen Bezahlmöglichkeiten wie z. B. QR-Code, NFC-Chip etc. auch davon schwärmt, dass der Sumpf der in bar abgewickelten Geschäfte wie Bankraub, Schwarzarbeit, Drogenkriminalität dann langsam auszutrocknen ist. Neu ist die Idee natürlich nicht, die dänischen Banken waren schon im Jahr 2010 dafür, und die US-Ökonomen Summers und Rogoff sind auch dafür. Aber was glauben Sie, wer wirklich daran interessiert sein könnte, dass Sie nicht mehr in bar bezahlen können? Sie werden noch mehr von Ihren privaten Daten im Netz hinterlassen und weiter digitalisiert…


Sicher, das digitale Zeitalter ist längst über uns hereingebrochen, ist zum Selbstläufer mutiert und wird sich wohl kaum aufhalten lassen, aber tun Sie sich selbst schon in Ihrem vielleicht bevorstehenden Sommerurlaub den Gefallen und verzichten Sie – wenigstens temporär – auf Ihre Mobilausstattung.
Es lässt sich auch einmal ohne Laptop, Tablet, Smartphone leben.

Ihr Ernst Debie

Article
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Einfluss von Zylinder- und Schneckentemperierung in der Kautschukextrusion

Bei der Extrusion von Kautschukmischungen hat neben der Drehzahl vor allem die Temperierung des Zylinders sowie der Schnecke signifikanten Einfluss auf die Produktqualität und die Ausstoßleistung. Durch eine optimale Temperierung kann der Durchsatz bei niedriger Materialtemperatur und geeigneter thermischer und stofflicher Homogenität gesteigert werden. Es muss jedoch bei der Betrachtung des Durchsatzverhaltens in Abhängigkeit von der Temperierung zwischen zwei Sichtweisen unterschieden werden. Zum einen sind der absolute Durchsatz bzw. der spezifische Durchsatz in Abhängigkeit von der Drehzahl und zum anderen der Durchsatz in Abhängigkeit von der Massetemperatur zu betrachten. Um eine thermische Schädigung oder gar ein Vulkanisieren der Kautschukmischung während des Extrusionsprozesses zu verhindern, darf keinesfalls die zulässige Höchsttemperatur für das Material überschritten werden. Um den genauen Einfluss der Temperierung auf das Durchsatzverhalten im Extrusionsprozess zu ermitteln, wurden experimentelle Untersuchungen an zwei Kautschukextrudern unterschiedlicher Baugröße sowie numerische Strömungssimulationen nicht-isothermer strukturviskoser Schmelzströmungen unter Berücksichtigung dissipativer Erwärmung im Schneckenkanal durchgeführt. Somit können Rückschlüsse über den Einfluss der Temperierung mit Hilfe der Kenntnis über die Strömungsvorgänge im Schneckenkanal gezogen werden.


When extruding rubber compounds mainly the heating of the barrel and the screw, apart from the number of revolutions, influences significantly product quality and output rate. In case of adequate thermal and material homogeneity throughput rates at low material temperatures can be increased by optimising heating conditions. Regarding throughput behaviour as a function of heating, there are two different perspectives, though. On the one hand one has to consider the absolute throughput rate or the specific throughput as a function of the revolution speed, respectively, and on the other hand the throughput as a function of the melt temperature. To avoid thermal damage or even vulcanising of the rubber compound during extrusion, the maximum permissible temperature for the material must by no means be exceeded. To determine exactly the impact of heating on throughput behaviour during extrusion, experimental investigations were conducted on two rubber extruders differing in size. In addition, numerical flow simulations were carried out for non-isothermal shear-thinning melt flows, under consideration of dissipative heating in the screw channel. Based on the knowledge of the flow behaviour within the screw channel conclusions can be drawn referring to the impact of the heating.

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476
Fluorthermoplaste in Filmanwendungen

Über 70 Jahre nach der Entdeckung des Polytetrafluorethylens (PTFE) haben sich Fluorpolymere als außerordentlich nützliche Materialfamilie fest in verschiedensten technischen Anwendungen etabliert. Neben dem PTFE selbst, das mit vielen der in der Kunststofftechnik üblichen Methoden nicht verarbeitet werden kann, hat sich eine ganze Reihe flexibel handhabbarer Fluorthermoplaste einen Platz im Alltag erobert. In Folienanwendungen können sie unter anderem durch außerordentliche Weiterreißfestigkeit und chemische Beständigkeit punkten. Am sichtbarsten werden Fluorthermoplast-Folien für viele Verbraucher in Außenanwendungen: Vom PTFE abgeleitete fluorierte Kunststoffe wie Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) finden unter anderem Einsatz in Solaranlagen und in der Architektur. Hier überzeugen sie zum Beispiel durch ihre hohe Robustheit sowie selbstreinigende Eigenschaften. Ein weiterer Vorteil ist ihr im Vergleich zu Glas erheblich geringeres Gewicht, das es erlaubt, tragende Konstruktionen filigraner zu gestalten oder überhaupt erst zuzulassen. Nicht zuletzt ermöglichen diese witterungsbeständigen Folien die Realisierung besonders couragierter und ästhetisch ansprechender architektonischer Vorstellungen. Auch das Problem des Wärme­staus unter transparenten Fluorthermoplast-Dächern kann dank neuer, mehrlagiger optischer Filme mittlerweile gelöst werden.


More than 70 years after the discovery of polytetrafluoroethylene (PTFE), fluoro­polymers have become well-established as an extremely useful material family in a variety of technical applications. In addition to PTFE itself, which cannot be processed with many of the conventional methods, utilised in plastics technology, a whole series of fluorothermoplastics that are flexible to handle has gained a place in everyday life. In film applications they stand out among other things by exceptional resistance to tear propagation and chemical resistance. Most visible for many consumers are fluorothermoplastic films in outdoor applications: PTFE-derived fluorinated plastics such as ethylene-tetrafluoroethylene (ETFE) are used among other things in photovoltaic systems and architecture. Here they convince for example due to their high robustness and self-cleaning properties. Another advantage is the considerably lower weight compared to glass, which enables the design of more filigree load-bearing structures or permits them in the first place. Not least, these weather-resistant films allow the realisation of very courageous and aesthetically pleasing architectural ideas. Also, the problem of heat build-up under transparent fluorothermoplastic roofs can now be solved, thanks to the new, multi-layer optical films.

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484
Einfluss von Vernetzungssystem und Polymerstruktur auf das Netzwerk

Kautschukartikel sind oft hohen Temperaturen, starker mechanischer Belastung, heißen Extraktionsmedien oder hohen Ozonkonzentrationen ausgesetzt. Diese Exposition der Kautschukartikel verursacht starke Veränderungen ihrer Eigenschaften und kann zur Zerstörung des jeweiligen Artikels führen. Um Produkte zu erzielen, die den immer weiter steigenden Anforderungen für längere Einsatzbedingungen und eine längere Lebensdauer gerecht werden, stellt eine Verringerung oder Beseitigung von Veränderungen der Kautschukeigenschaften durch Einarbeitung spezifischer Additive oder Vernetzer – neben anderen Compoundierungsüberlegungen – eine generelle Anforderung der Kautschukindustrie dar. Die Stabilität und das mechanisch-dynamische Verhalten von Kautschukvulkanisaten werden beeinflusst durch die Mikro- und die Makrostruktur des Polymers, den Typ des eingesetzten Vernetzungssystems sowie durch das verwendete Alterungsschutzmittelsystem.


Rubber articles are often exposed to high temperatures, severe mechanical stress, hot extractive media or high ozone concentrations. This exposure of the rubber articles causes major changes in their properties and may lead to destruction of the article. In order to achieve products that satisfy the ever growing demands for extended service conditions and prolonged life, the reduction or elimination of changes in rubber properties by the incorporation of specific additives or crosslinkers is therefore, among other compounding considerations, a general demand of the rubber industry. The stability and mechanical-dynamic behaviour of rubber vulcanisates is effected by the micro- and macrostructure of the polymer, the type of crosslinking system and the antidegradant system used.

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488
Einsatz von Bioweichmachern für Polyvinylchlorid

Der Einsatz von epoxidiertem Sojabohnenöl und Bis(2-ethylhexyl)-succinat in Polyvinylchlorid (PVC) für Draht-und Kabelisolationen macht nicht nur das Polymer weich, sondern erhält auch bei Wärmealterung die Zug-/Dehnungseigenschaften.


The use of epoxidised soybean oil and bis(2-ethylhexyl) succinate in polyvinyl chloride (PVC) for wire and cable isolations plasticises not only the polymer, but preserves even during heat ageing tensile elongation properties too.

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490
Entwicklung einer umweltfreundlichen, halogenfreien Flammschutz­beschichtung auf Basis von submikronen Hochleistungsmetallhydroxiden

Um die Entzündbarkeit und die Flammenausbreitung von textilen Materialien zu hemmen sowie den Sicherheitsbestimmungen bezüglich Flammschutz zu genügen, werden leicht entflammbare Textilien mit flammhemmenden Chemikalien ausgerüstet. Für die flammhemmende Beschichtung von Textilien kommen Metallhydroxide bisher kaum zum Einsatz. Um eine ausreichende Flammhemmung zu erzielen, müssen bis zu 60 % Metallhydroxid in der Beschichtung eingesetzt werden. Dies führt zu hohen flächenbezogenen Einsatzmengen, was die Verwendung von Metallhydroxiden auf wenige textile Anwendungen wie Teppichrückenbeschichtungen und Planen beschränkt. Die Partikelgrößen der in der Textilausrüstung verwendeten Aluminiumhydroxide liegen im Allgemeinen bei 1 bis 5 µm. Ergebnisse aus wissenschaftlichen Arbeiten zur Entwicklung flammhemmender Nanocomposites aus Polyolefinen oder Polyamid mit eingearbeiteten nanoskaligen Metallhydroxiden zeigen, dass die Partikelgröße der Nanoadditive einen entscheidenden Einfluss auf den flammhemmenden Effekt hat. Je feinteiliger die Hydroxidpartikel vorliegen, desto schneller wird im Brandfall gebundenes Wasser abgespalten und Wasserdampf freigesetzt. Die Kombination mit Flammschutzmittelsynergisten wie Nano-Schichtsilikaten (Bentonite, Montmorillonite) in wenigen Gewichtsprozenten kann die Einsatzmenge an submikronen Metallhydroxiden zusätzlich reduzieren. Ziel des IGF-Vorhabens 17358 BR / 1 war die Entwicklung einer umweltfreundlichen, halogenfreien Flammschutzbeschichtung auf Basis mineralischer, besonders fein ausgefällter Hochleistungsmetallhydroxide wie Aluminiumtrihydroxid (ATH), Aluminiumoxidhydroxid (AOH) und Magnesiumhydroxid (MDH) im Submikronbereich für Objekttextilien. Das Wort „submikron“ wird für einen Partikelgrößenbereich von 100 bis 500 nm benutzt.


To inhibit the flammability and flame spread of textile materials and to meet the safety regulations regarding fire protection, easily flammable textiles are finished with flame-retardant chemicals. For the flame-retardant coating of textiles, metal ­hydroxides find so far little usage. To obtain sufficient flame retardancy up to 60 % of the metal hydroxides have to be used in the coating. This leads to a high solid add-on which limits the use of metal hydroxides to a few textile applications such as carpet backings and tarpaulins. The particle sizes of aluminium hydroxide used for finishing of textiles generally range from 1 to 5 μm. Results from scientific investigations regarding the development of flame-retardant nanocomposites consisting of polyolefins or polyamide with incorporated nanoscale metal hydroxides show that the particle size of the nano-additives has a crucial influence on the flame-retardant effect. The finer the hydroxide particles are, the faster bound water is separated, and water vapour is released in case of fire. Additionally, the combination with flame retardant synergists such as nano-layered silicates (bentonites, montmorillonites) of a few percent by weight can reduce the necessary quantity of submicron metal ­hydroxides. The aim of the project, funding code IGF 17358 BR / 1, was the development of an eco-friendly, halogen-free flame-retardant coating based on mineral fine precipitated high-performance submicron metal hydroxides such as aluminium trihydrate (ATH), aluminium-oxide-hydroxide (AOH), and magnesium hydroxide (MDH). The term “submicron” is used for a particle size range from 100 to 500 nm.

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Report
487
Stiefkind Musterversand – So lässt sich durch systematische Nachverfolgung der Umsatz optimieren

Unternehmen der Gummi- und Kunststoffindustrie versenden jährlich Millionen von Produktmustern. Für viele spielt der Musterversand eine zentrale Rolle innerhalb der Vertriebsaktivitäten, doch nur wenige nutzen alle Möglichkeiten dieses Marketing­instruments vollständig aus. Seine Effizienz leidet unter hohen Streuverlusten und geringen Responsequoten. Der Grund dafür ist häufig der gleiche: Der Musterversand ist nicht in die vorhandenen Arbeitsabläufe integriert.

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Technical reports
497
Zusammenfassung ausgewählter Artikel aus RC&T 88, Nr. 1

Dieser Artikel enthält deutschsprachige Zusammenfassungen folgender Artikel des Rubber Chemistry and Technology Journal (RC&T) 88, Nr. 1, (März 2015), geschrieben von Horst-Eckart Toussaint.

  • Probleme bei Techniken zur Schnellalterung für die Voraussage der Lebensdauer von Elastomeren
  • Modellierung des nicht-linearen viskoelastischen Verhaltens unter hohen Verformungen
  • Untersuchung der Peroxidvernetzung von EPDM mit dem „Moving Die”-Rheometer: Einfluss der Termonomer-Konzentration und des Peroxidgehalts
  • Vulkanisationskinetik und End­eigenschaften von Nanocomposites aus einem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer und Kieselsäure
  • Zum Verständnis des Einflusses von oligomeren Harzen auf die Traktion und den Rollwiderstand von mit Kieselsäure verstärkten Winterreifen-Laufflächen
  • Mechanismus der Vernetzung von Polychloropren mit Ethylenthioharnstoff und Zinkoxid
  • Prüfung und Berechnung des Effekts einer Rußverstärkung auf die hyperelastischen Eigenschaften von Reifenmischungen
  • Bildung von Nanomatrixstrukturen durch Pfropfcopolymerisation von Styrol auf frischen Naturkautschuk
  • Mechanische Eigenschaften eines durch In-situ-Polymerisation hergestellten Nanocomposites aus Polyurethan und organomodifiziertem Montmorillonit
  • Verhalten von Hybrid-Composites auf der Basis von Mikro-Gitterwerkstrukturen und gummiartigen Materialien unter mechanischem Druck
  • Oberflächenmodifizierung von TPR-Sohlen: eine Vorgehensweise zur Verbesserung der Rutschfestigkeit auf Kunststein- und Keramikfliesen
  • Effekt von organisch modifiziertem Kaolin Montmorillonit auf die morphologischen und physikomechanischen Eigenschaften, die Hitzestabilität und die Wasserdampfpermeabilität von BIIR/CO-Nanocomposites
  • Experimentelle Untersuchung des CO2-Laser-Schneidens von neuartigen thermoplastisch/elastomeren Polyamid 6/Fluorkautschuk-Verschnitten
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Interview
501
Neue Maßstäbe in der Raffineriebranche

Vor kurzem hat das Spezialchemieunternehmen Hansen & Rosenthal ein neues Verfahren zur Umwandlung von geringwertigen Rückständen paraffinbasischen Ursprungs in höherwertige Spezialprodukte vorgestellt. Nie zuvor sei es gelungen, in großtechnischem Maßstab aus einem Rückstand paraffinbasischen Ursprungs ein Öl mit naphthenbasischem Charakter herzustellen. Dies nahm die GAK zum Anlass für ein Gespräch mit Nils Hansen, dem geschäftsführenden Gesellschafter der H & R KG.

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