Technische Elastomere sind bekanntlich hoch gefüllte, vernetzte und topologisch verschlaufte Polymerblendsysteme. Sie besitzen aufgrund ihrer einstellbar elastischen und dämpfenden Eigenschaften weite Einsatzbereiche in Industrie und Technik (z. B. Reifen, Antriebssysteme, Druckwalzen, etc.). Wegen der vorwiegend dynamischen Einsatzbedingungen werden an diese Werkstoffe extrem hohe Anforderungen bezüglich Leistungsfähigkeit und Stabilität gestellt. Die geforderte lange Lebensdauer wird im Allgemeinen durch Materialschädigungen infolge von Verschleißmechanismen wie Abrasion und Ermüdungsverschleiß herabgesetzt, die meist auf Rissbildung und Rissausbreitung zurückgehen.
Das von Prof. Gert Heinrich initiierte und geleitete Vorhaben stellt insofern ein Novum dar, als das hier fünf Gruppen aus verschiedenen Universitäten bzw. außeruniversitären Forschungseinrichtungen vereint arbeiten. Neben dem Leibniz-Institut für Polymerforschung (Teilprojekt (TP) 4 und Leitung) sind noch das Institut für Statik und Dynamik der Tragwerke der Technischen Universität Dresden (TP5), das Institut für Werkstoffwissenschaft der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (TP2), das Max-Planck-Institut für Polymerforschung Mainz (TP3) und das Deutsche Institut für Kautschuktechnologie e.V. Hannover (TP1) beteiligt.
Die wissenschaftliche Bedeutung und das wegweisend Neue in der Herangehensweise liegt darin, dass erstmals in unterschiedlichen Längenskalenoperierende experimentelle Methoden zur bruchmechanischen Charakterisierung von gefüllten heterogenen Elastomerblends mit neuen Methoden der Werkstoffmodellierung zusammengeführt werden, welche die strukturellen Gegebenheiten dieser Werkstoffklasse skalenübergreifend berücksichtigen. Die Modellierung umfasst dabei den Bereich der Kontinuumsmechanik bis hinunter zur statistischen Molekularmechanik, wobei in beiden Forschungsfeldern heutzutage interessanterweise effektive Konzepte der physikalischen Feldtheorien Eingang gefunden haben.
- Geplatzter PKW-Reifen als Folge einer katastrophalen Rissausbreitung
Sprecher der DFG-Forschergruppe 597: Prof. Dr. Gert Heinrich
