GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Issue 11 | 2017

Advertiser

Editorial
683
Das fehlte noch ‑ Autofahren macht dumm …

Schon eine texanische Universitätsstudie scheint so um 2008 auf die durch lange Autofahrten auf Autobahnen und Landstraßen bedingte Beeinträchtigung gewisser Gehirnfunktionen hingewiesen zu haben.


Schenkt man relativ aktuellem, auf [1] basierendem Rauschen in der Medien- und Wissenschaftswelt Glauben, wurde nunmehr offenbar statistisch verlässlich nachgewiesen, dass stundenlanges Autofahren pro Tag ähnlich wie stundenlanges Fernsehen u. a. eine kontinuierliche Abnahme der fluiden Intelligenz, das ist die für logisches Denken und Problemlösungsvermögen verantwortliche, zur Folge hat. Nach [1] soll beispielsweise jede zusätzliche, bis ≥ 3 h/Tag für das Autofahren aufgewendete Stunde die Chancen für die resultierende Abnahme der fluiden Intelligenz um 11 % erhöhen. Ein geringer Wert zunächst, aber auf Dauer!? Noch schlimmer bei den kognitiven Fähigkeiten insgesamt der negative Einfluss des Alters und des männlichen Geschlechts der untersuchten Personen?!


Unvorstellbar! Auch im (ehemaligen) Land der Dichter und Denker könnte die Dummheit der Wagenlenker wachsen und intelligentes Verhalten gegen Null tendieren? Ausgerechnet in dem Land, in dem das mittels eines Verbrennungsmotors angetriebene Automobil erfunden wurde? Das kann, das darf einfach nicht wahr sein – denkt man. Doch rekapituliert man seine Erfahrungen, seien es die aus dem täglichen Berufsverkehr bei tagtäglicher Lang-/Kurzzeitpendelei oder die von Ferienfahrten, dann darf man so manches Mal ins Grübeln kommen, ob auf deutschen Straßen Wildwest-/Neandertalerverhalten und Dummheit nicht doch fröhliche Urständ feiern und die genannte Studie die gnadenlose Realität widerspiegelt.


Die Morgentoilette im Rückspiegel vor der roten Ampel, Mobiltelefon am Ohr auf der Überholspur, Rechtsüberholen, Spurwechsel ohne Blinker, auf dem Standstreifen oder über den Rastplatz am Stau vorbei mutierten ja inzwischen zu Kavaliersdelikten. Aber erst im zäh fließenden Verkehr oder im Stau auf der Autobahn zeigt sich, dass die Schwarmintelligenz der Autobahnbenutzer in unserem Land deutlich unterhalb derjenigen von Ameisen angesiedelt sein muss. Oder haben Sie schon einmal erlebt, dass es auf Ameisenstraßen Staus gibt? Nein, den Ameisen gelingt es im Schwarm, sich jedweder Verkehrssituation fließend anzupassen. Und induziert man von außen ein Chaos in ihrem Verkehrsfluss (so wie es die Baustellenplaner und -einrichter gerne auf unseren Straßen tun), dann sortieren sich Ameisen extrem schnell neu. Stauforscher Schreckenberg hätte seine helle Freude. Ameisen haben halt begriffen: Wer sich nicht anpasst, wer stehenbleibt oder den Leidensgenossen dazu nötigt, der verursacht den Stau. Dabei ist die einzelne Ameise strohdumm.


Lässt das nun den Rückschluss zu, dass wir uns mit langem Autofahren doch in die richtige Richtung bewegen – je dümmer wir dabei werden, desto reibungsloser der Verkehr? Die Frage kann ich Ihnen nicht beantworten. Studien zu diesem Zusammenhang scheint es noch nicht zu geben…
In diesem Sinne wünsche ich Ihnen vorerst allzeit gute und unfallfreie Fahrt.




[1] Kishan Bakrania, Charlotte L. Edwardson, Kamlesh Khunti, Stephan Bandelow, Melanie J. Davies, Thomas Yates, Associations between sedentary behaviours and cognitive function: cross-sectional and prospective findings from the UK Biobank, American Journal of Epidemiology, kwx273

Report
694
Positive Geschäftsentwicklung in der deutschen Kautschukindustrie – 3,5 % mehr Umsatz zur Jahresmitte 2017
695
Vorschau auf das 29. Internationale Kolloquium Kunststofftechnik – Nachwuchs, Netzwerk, Innovationen – IKV zeigt aktuelle Forschung

Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen veranstaltet vom 28. Februar – 1. März 2018 das 29. Internationale Kolloquium Kunststofftechnik in Aachen. Zu dem zweijährlich stattfindenden Event werden rd. 800 Fachleute aus der Kunststoffbranche erwartet. 2016 kamen die Teilnehmer aus mehr als 300 Unternehmen und 15 Nationen. Alle Vorträge werden simultan ins Englische übersetzt.

Buy this article as PDF for only 12,90 €
709
Eine IAA in politisch aufgeladenen Zeiten – Die Automesse in Frankfurt war geprägt von Altlasten

Eigentlich war die 67. Internationale Automobil-Ausstellung (IAA) vom 14. – 24. September 2017 in Frankfurt am Main angetreten, um unter dem Motto „Zukunft erleben“ für Aufbruchstimmung zu sorgen. Doch erst einmal war das alle zwei Jahre zelebrierte Mega-Event der Branche von den Altlasten überschattet, die sich in den zwei Jahren seit der vorangegangenen IAA 2015 angehäuft hatten. Denn kurz nach diesem Zeitpunkt wurde der sogenannte Abgasskandal publik, als sich herausstellte, dass v. a. der VW-Konzern bei der Software seiner Dieselmodelle schamlos geschummelt und Kunden sowie Behörden massiv getäuscht hatte. Die Auswirkungen dieser kriminellen Aktion sind bis in diese Tage zu spüren und trübten nachhaltig auch die Stimmung der diesjährigen Automesse. Bereits im Vorfeld kam das Branchenblatt „Automobilwoche“ zu der Einschätzung: „Nie war eine IAA politisch so aufgeladen“. Gemeint war hier nicht etwa der Wahlkampf zum Bundestag als vielmehr die aufgeheizte Debatte der letzten Wochen um den Dieselmotor und dessen vorgebliche Schädlichkeit.

Buy this article as PDF for only 12,90 €
Article
696
Nachbearbeitungsfreies Spritzgießen einer dynamischen Dichtung und deren Qualifikation

Mehrkomponentenspritzgießen ermöglicht die Herstellung von komplexen Hybridsystemen, durch die Möglichkeit verschiedene Kunststoffe effizient miteinander zu fügen. Die Herstellung eines nachbearbeitungsfreien Kunststoffgehäuses mit integrierter dynamischer Dichtung ist momentan nicht Stand der Technik. Derzeit werden meist separat gefertigte Gummidichtungen in einem zeit- und kostenintensiven Montageschritt in ein Gehäuse eingebaut. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit der Auswahl spritzgießbarer thermoplastischer Werkstoffe für die Herstellung eines harten Kunststoffgehäuses mit integrierter weicher Dichtung durch Montagespritzgießen. Um eine bindenaht- und nachbearbeitungsfreie Dichtung mit präzise ausgeformter Dichtkontur herzustellen, ist ein geeignetes Werkzeugkonzept erforderlich. Das entwickelte Werkzeugkonzept mit Schirmangusssystem und automatischer Abtrennung des Schirms bei Öffnung des Werkzeuges erlaubt die Herstellung des gewünschten Hart-Weich-Verbundes mit kreisrunder Dichtkontur. Die vorliegende Machbarkeitsstudie zur Herstellung eines Hart-Weich-Verbundes mit dynamischer Dichtungsfunktion zeigt eine gute Verbundhaftung zwischen den beiden Fügepartnern und eine präzise ausgeformte Dichtlippe, die die für den Einsatz geforderten guten thermo-mechanischen Eigenschaften aufweist.


Multi-component injection moulding allows the manufacturing of complex hybrid systems by efficient joining of different polymeric materials together. The manufacture of a plastic housing with an integrated dynamic seal, that does not require post-processing, is currently not state of the art. At present, rubber seals are manufactured separately and are usually installed in a housing by a time-consuming and cost-intensive assembly step. This article deals with the selection of injection mouldable thermoplastic materials for the manufacture of a hard plastic housing with an integrated soft seal by means of assembly injection moulding. A suitable tool concept is required to produce a seal with precisely shaped sealing lip that is free of weld lines and does not require any post processing. The developed mould concept with umbrella gating system and automatic separation of the gate system during the tool-opening enables the desired hard-soft component with circular sealing contour to be produced. The present feasibility study for the production of a hard-soft composite with dynamic sealing system exhibits a good bond strength between the two joining materials. It also shows a precisely formed sealing contour with good thermo-mechanical properties that correspond to the application.

Buy this article as PDF for only 12,90 €
701
Vollautomatisches Prüfsystem für Polymer-Dichtringe

Zur Prüfung komplexer Dichtringe stand bisher kein System zur Verfügung, das die Bandbreite auftretender Fehler zuverlässig detektiert. Trotz des damit verbundenen hohen Aufwands, kam deshalb nur die manuelle Inspektion in Frage. Allerdings steigt durch die langwierigen, monotonen Abläufe bei der manuellen Prüfung das Risiko von Fehlklassifikationen. In Deutschland lassen sich derartige Tätigkeiten bei Massenware nicht wirtschaftlich durchführen. Die effizienteste Lösung zur Prüfung von Massenware ist in allen Fällen ein vollautomatisches Prüfsystem, das für die Prüfaufgabe maßgeschneidert ist. Im Folgenden wird die Entwicklung eines Prüfsystems beschrieben, das in Kooperation zwischen dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) in Erlangen sowie der Firma miho Inspektionssysteme erfolgte.


So far no reliable system for testing polymer seals has been available. Despite the high effort involved, manual inspection was the only option, if the whole range of possible faults was to be detected. However, the lengthy and monotonous procedures of manual testing carry the risk of mis-classification. Furthermore, for economic reasons it is not possible to carry out manual inspection for commodities in high-wage countries like Germany. The most efficient solution is a fully automatic test system, which is tailor-made for the task. This paper describes the joint development of a test system for polymer seals, carried out by the Fraunhofer Institute for Integrated Circuits (IIS) in Erlangen, Germany, and miho Inspection Systems.

Buy this article as PDF for only 12,90 €
704
Neues Werkzeug für die Messung der Entformungskräfte

Mikrostrukturierte Kunststoffbauteile, die im Spritzgießverfahren hergestellt werden, finden zunehmend Anwendung, insbesondere in der Medizintechnik bzw. in den sogenannten „Life Sciences“. Bei der Herstellung dieser Präzisionsteile sind einige Herausforderungen zu bewältigen, von der vollständigen Füllung der Mikrokanäle­ bis hin zum Entformungsvorgang, der in vielen Fällen darüber entscheidet, ob ein Bauteil fehlerfrei produziert werden kann oder nicht. Der Entformungsvorgang wird dabei von einem komplexen Zusammenspiel der wichtigen Einflussparameter Polymer, Werkzeug(oberfläche), Strukturgeometrie bzw. -anordnung sowie Prozessführung beeinflusst. In diesem Beitrag wird zunächst ein neues instrumentiertes Werkzeug vorgestellt, mit dem es möglich ist, diese Einflüsse systematisch unter realen Prozessbedingungen zu untersuchen und quantitativ zu bewerten. In weiterer Folge werden wesentliche Messergebnisse zu den genannten Einflussfaktoren exemplarisch dargestellt.


Micro-structured polymer parts, which are produced by injection moulding, find more and more applications, especially in medical engineering and the life sciences. During the production of these precision parts, several challenges have to be overcome, from the complete filling of the micro-channels to the demoulding process, which in many cases determines whether a component can be produced without defects or not. The demoulding step is influenced by a complex interaction between the important influencing factors polymer, mould (surface), structure geometry and position as well as process conditions. In this contribution a new instrumented mould is presented, which enables the systematic investigation of these influencing factors under real process conditions as well as a quantitative evaluation. Furthermore, significant selected measurement results related to the mentioned influencing parameters are presented.

Buy this article as PDF for only 12,90 €
710
Elastomere in Dichtungsanwendungen für die Fertigstellung und Überholung von Ölbohrlöchern – Herausforderungen und Chancen

Durch ihre intrinsische Elastizität und Zähigkeit über einen weiten Deformationsbereich sind Elastomere das ideale Material für eine Vielzahl von Dichtungsanwendungen bei der Öl- und Gas-Gewinnung. Es ist jedoch nicht einfach, Elastomere für Dichtungskomponenten zu finden, die über die gesamte Einsatzdauer unter harschen Umgebungsbedingungen gut funktionieren. Diese Veröffentlichung beschreibt neue Anforderungen an Elastomerdichtungen, die sich aus der zunehmenden Komplexität von Ölbohrverfahren in immer größeren Tiefen ergeben. Sie vermittelt Wissen zum Materialscreening und zur Voraussage der Lebensdauer sowie weitere ­Instrumente, die für eine effizientere Entwicklung von Elastomerdichtungen angewendet werden können.


The intrinsic elasticity and resilience of elastomers over a broad deformation range makes them the ideal material for a variety of seal applications in oil and gas operations. However, it is challenging to identify elastomers for sealing components that could function properly and match the service life of a well under a harsh operating environment. This paper discusses the new demands on elastomer seals resulting from the increase of the depth and complexity of well exploration. The paper also provides knowledge on material screening and material lifetime prediction for more efficient elastomer seal design, along with the auxiliary tools.

Buy this article as PDF for only 12,90 €
720
Charakterisierung und Freigabe von FKM-Polymeren und -Mischungen mittels RPA – ein erster Erfahrungsbericht

Die Mooney-Messung wird seit Jahrzehnten zur Freigabe von Polymeren und Gummimischungen eingesetzt und ist neben dem ­Rheometer in Mischsälen weit verbreitet. Die Aussagekraft der Mooney-Messung auf das Verarbeitungsverhalten einer Kautschukmischung ist begrenzt. Als Alternative bietet sich hier der Einsatz von Rubber-Process-Analyser-(RPA)-Prüfgeräten an. Sie sind robust, einfach zu bedienen und somit für den alltäglichen Gebrauch in Mischereien bestens geeignet. Weitere Vorteile sind die hohe Messgenauigkeit und gute Reproduzierbarkeit der Messungen. Dieser Beitrag beschreibt die ersten Erfahrungen bei der Prüfung von FKM-Polymeren und -Mischungen. Frequenz- und Amplitudensweeps sind ein ideales Instrument zur deren Beschreibung. Bei der Prüfung von Polymeren kann man speziell bei Messungen mit hohen Verformungen deutliche Unterschiede herausarbeiten, die man bei niedrigen Verformungen nicht sieht. Mischungshersteller bzw. -verarbeiter bekommen so wesentlich mehr Informationen über das viskoelastische Verhalten der eingesetzten Polymere und den daraus hergestellten Mischungen.


For decades the measurement of the Mooney viscosity has been used for testing the viscosity of raw polymers and mixed stocks. The Mooney viscometer is commonly used in the shop floor beside the rheometer. The relevance of the Mooney test for the processing of rubber compounds is limited. Therefore, the usage of the rubber process analyser (RPA) is an option. The instrument is robust, easy to handle and therefore perfectly suitable for the day-to-day usage in the shop floor. High accuracy and repeatability of the mea­surement are further advantages. This article describes the first experiences in testing FKM raw polymers and compounds based on frequency and strain sweeps. Especially tests under high strain demonstrate significant differences of polymers, which are not seen under normal test conditions (small amplitudes). In this way, rubber compounders and processors receive considerably more information about the viscoelastic properties of the raw polymers used and the compound produced from them.

Buy this article as PDF for only 12,90 €
726
Dehnungsverhalten von Elastomeren mit Gummimehl

Das Dehnungsverhalten von Elastomeren, welche mit Gummimehlen definierter Zusammensetzung gefüllt waren, wurde mittels Zugversuchen an S2-Stäben und mikroskopischen Aufnahmen an verstreckten Gummifolien untersucht. Die Härte der auf Naturkautschuk beruhenden Gummimehle wurde mittels unterschiedlicher Rußtypen variiert und in ungefüllte Kautschuke eingemischt, sodass ausreichender Kontrast im Durchlicht entstand und die Deformation der Mehlpartikel mittels einer Verstreckvorrichtung unter dem Mikroskop beobachtet werden konnte. Es konnte gezeigt werden, dass die Mehlpartikel in einer NR-Matrix offenbar gut einvulkanisiert und große Deformationen auf die Mehlpartikel übertragen werden. Die Dehnungsüberhöhungen der Folienmatrix, die aus den härteren Mehlpartikeln resultieren, sind lokal sehr unterschiedlich und zeigen größere Schwankungen als die Partikeldehnungen. Im Fall einer durch höhere Vernetzung in der Härte an die Mehlpartikel angepasste Matrix gibt es keine Anzeichen für eine Dehnungsüberhöhung. In diesem Fall wird durch die Zugabe der Mehlpartikel die Reißspannung und -dehnung der Vulkanisate sogar erhöht. Ein anderes Bild ergibt sich im Fall einer Matrix, welche auf SBR basiert. Die Einvulkanisation der NR-Mehlpartikel findet offenbar nicht im gleichen Maß statt und bereits bei moderaten Dehnungen erscheinen Ablöseeffekte der Partikel zur Matrix. Mittels µ-RFA-Untersuchungen wird ein weiteres Mal die Diffusion des Vernetzungsmittels Schwefel in die Mehlpartikel nachgewiesen. Insbesondere bei erhöhtem Schwefel­gehalt in der Matrix, bzw. im Fall von NR-Mehlpartikeln in einer SBR-Matrix, ist die Schwefeldiffusion stärker ausgeprägt.


With tensile tests of S2 dumbbell samples and microscopic images on thin elongated elastomeric films the behavior under strain of elastomers filled with ground rubber particles of defined formulation was investigated. The hardness of the ground rubber particles, based on natural rubber, was varied with the help of different types of carbon black and mixed with unfilled rubbers in order to get sufficient contrast for transmitted light microscopy and for investigation of the ground rubber particles under strain. It could be shown that the particles are well co-vulcanized with an NR matrix and great deformation is transferred on the particles. The intrinsic deformation of the matrix, which results from the harder particles, is locally very different and shows greater variation than the deformation of the particles. In case of a matrix with the same hardness as the particles by higher crosslink density, no intrinsic deformation could be noticed. In this case tensile strength and deformation at break are even increasing with the addition of ground rubber. Different behavior is observed for a matrix based on SBR. Co-vulcanization with the ground natural rubber particles apparently does not occur with the same intensity and even for moderate deformation the particles detach from the matrix. With the help of micro X-ray fluorescence measurements once again the diffusion of sulfur into the particles is demonstrated. For a high amount of ­sulfur in the matrix compound, as well as for NR particles in an SBR matrix, the diffusion of sulfur from the matrix into the particles is much more pronounced.

Buy this article as PDF for only 12,90 €