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Konventionelle und reaktive Mischprozesse

Für die Herstellung heterophasiger funktionaler Elastomerwerkstoffe spielt die Aufbereitung in spezifischen Mischaggregaten (Innenmischer) eine entscheidende Rolle. Neben konventionellen Mischverfahren zur Dispersion und Verteilung von verstärkenden und funktionalen (Nano)Füllstoffen in Kautschukmatrizes stehen dabei auch reaktive Mischprozesse im Fokus: Beispiele sind das reaktive Mischen von Kautschuk und Thermoplasten mit in-situ Vernetzung der Kautschukphase durch dynamische Vulkanisation zur Herstellung Thermoplastischer Vulkanisate (TPV) oder die in-situ Synthese von PUU in einer NBR-Kautschukmatrix, welche zu phasenkompatibilisierten Elastomer-Blends mit interessanten anwendungstechnischen Eigenschaften führt. Dabei determiniert die resultierende Phasenmorphologie ganz wesentlich die Performance derartiger Elastomerwerkstoffe und kann durch die Prozessführung im reaktiven Mischprozess gezielt beeinflusst werden.

Phasenmorphologie (links) und Spannungs-Dehnungs-Verhalten (rechts) einer unverträglichen Polyamid12-Silikonkautschuk-Mischung: Vergleich von konventionellem Blend und reaktiv aufbereitetem TPV

Die für die Morphologiebildung entscheidenden Dispersions- und Distributionsmechanismen werden maßgeblich durch die Strömungsbedingungen im Mischaggregat geprägt, deren experimentelle Charakterisierung, ggf. unterstützt durch begleitende Strömungssimulationen, wesentlich zum Verständnis der Prozessparametereinflüsse auf die Morphologiebildung beiträgt.

Transparenter Innenmischer für Visualisierung von Mischvorgängen mit Modellfluiden und Simulationsergebnisse für Strömungsgeschwindigkeiten und Partikelverteilung (in Kooperation mit SCC St. Etienne/F)