Füllstoffe sind in Gummimischungen unverzichtbar. Sie verbessern verschiedene Eigenschaften wie die mechanische Festigkeit, die Wärmeleitfähigkeit, die elektrischen Eigenschaften und die Verschleißfestigkeit erheblich.
Die Wahl des Füllstoffs hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung und den gewünschten Verbesserungen der Eigenschaften des Gummis ab.
Im Folgenden werden die verschiedenen Arten von Füllstoffen, die üblicherweise in Gummimischungen verwendet werden, ihre Vorteile und ihre Auswirkungen auf die Eigenschaften des Gummis erläutert.
4 wichtige Punkte erklärt: Arten, Vorteile, Auswirkungen und Überlegungen
1. Arten von Füllstoffen in Gummimischungen
Anorganische Füllstoffe: Dazu gehören Nanopartikel-Füllstoffe, Metall- und Oxidfüllstoffe, Whisker-Füllstoffe, Graphit, Kohlenstofffasern (CF) und Glasfasern (GF).
Füllstoffe aus Nanopartikeln, wie Al2O3, SiO2 und TiO2 im Nanometerbereich, bieten aufgrund ihrer geringen Größe und großen spezifischen Oberfläche erhebliche Verbesserungen der tribologischen und mechanischen Eigenschaften.
Mineralische und künstliche Füllstoffe: Beispiele hierfür sind Baryt, Mineralien, Siliziumdioxid, Bariumsulfat und Mikrohohlkugeln aus Glas.
Diese Füllstoffe sind dafür bekannt, dass sie das Kriechen reduzieren und die Dimensionsstabilität von Gummimischungen verbessern, insbesondere bei Hochtemperaturanwendungen.
Carbon Black und gemahlene Vulkanisatpartikel: Diese werden üblicherweise verwendet, um die Mooney-Viskosität und das thixotrope Verhalten von Gummimischungen zu verbessern.
Die Art des Mahlens (bei Raumtemperatur oder kryogen) wirkt sich auf die Viskosität und die Verschlüsse im Gummi aus.
2. Vorteile von Füllstoffen in Gummimischungen
Verbesserte mechanische Eigenschaften: Füllstoffe wie Nanopartikel und Ruß können die mechanischen Eigenschaften von Kautschuk, einschließlich Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit, erheblich verbessern.
Verbesserte thermische und elektrische Leitfähigkeit: Metallfüllstoffe bieten eine ausgezeichnete thermische und elektrische Leitfähigkeit und eignen sich daher für Anwendungen, die diese Eigenschaften erfordern.
Bessere Formbeständigkeit: Mineralische und künstliche Füllstoffe tragen zur Verringerung des Kriechens und zur Verbesserung der Formstabilität bei, insbesondere bei hohen Temperaturen.
Verbesserte elektrische Eigenschaften: Füllstoffe können die elektrischen Eigenschaften von Kautschukmischungen verändern, was sich auf die Durchschlagfestigkeit, die Dielektrizitätskonstante und den Verlustfaktor auswirkt.
3. Auswirkungen von Füllstoffen auf die Gummieigenschaften
Mooney-Viskosität: Der Zusatz von Füllstoffen wie Ruß und gemahlenen Vulkanisatpartikeln kann die Mooney-Viskosität von Kautschukmischungen erhöhen und damit deren Verarbeitungseigenschaften beeinflussen.
Thixotropie: Insbesondere Ruß kann die Thixotropie von Kautschukmischungen stark erhöhen, was für Anwendungen, die kontrollierte Fließeigenschaften erfordern, entscheidend ist.
Verstärkung: Verstärkende Füllstoffe wie Ruß und Kieselsäuren bieten den höchsten Verstärkungsgrad, während andere mineralische Füllstoffe wie Ton und Kalziumkarbonat dort eingesetzt werden, wo keine hohe Verstärkung erforderlich ist.
4. Überlegungen zur Auswahl von Füllstoffen
Anforderungen an die Anwendung: Die Wahl des Füllstoffs sollte sich an den spezifischen Anforderungen der Anwendung orientieren und Faktoren wie Temperaturbereich, mechanische Belastung und elektrische Eigenschaften berücksichtigen.
Verarbeitungseigenschaften: Die Auswirkungen von Füllstoffen auf die Verarbeitungseigenschaften von Gummimischungen, wie Viskosität und Thixotropie, sollten bei der Auswahl berücksichtigt werden.
Kosten und Verfügbarkeit: Die Kosten und die Verfügbarkeit der Füllstoffe sollten ebenfalls berücksichtigt werden, um die Durchführbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Gummimischung zu gewährleisten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Auswahl der Füllstoffe für Gummimischungen ein entscheidender Aspekt ist, der die Leistung und die Anwendungseignung des Gummis beeinflusst.
Wenn man die verfügbaren Füllstofftypen, ihre Vorteile und ihre Auswirkungen auf die Gummieigenschaften kennt, kann man fundierte Entscheidungen treffen, um die Gummimischung für bestimmte Anwendungen zu optimieren.
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