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Authors
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Stöckelhuber, K.W. ; Das, A. ; Jurk, R. ; Heinrich, G.
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Title
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Oberflächenenergetische Charakterisierung von nanoskaligen Füllstoffpartikeln und Elastomeren
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Date
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04.06.2010
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Number
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23362
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Abstract
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Nahezu jeder technisch eingesetzte Elastomerwerkstoff ist mit Partikeln in Nanometergröße gefüllt, durch welche dessen Werkstoffeigenschaften gezielt beeinflusst werden können. So haben in modernen Autoreifen die eingesetzten Füllstoffe einen wesentlichen Einfluss auf die Fahrsicherheit (Nass- und Eisgriff), den Kraftstoffverbrauch (Rollreibung) und die Wirtschaftlichkeit (Reifenlebensdauer) [1]. Die ersten Füllstoffe für Elastomeranwendungen waren Ruße, heute kommt in PKW-Reifen bevorzugt oberflächenmodifiziertes Silika zum Einsatz; die Einführung von weiteren Nanopartikeln als neuartige Füllstoffsysteme wie z.B. organophil modifizierte Schichtsilikate (OrganoClays) oder Carbon Nanotubes sind derzeit Gegenstand intensiver Forschung [2, 3].<br />Eine wesentliche, häufig unterschätze Einflussgröße hierbei ist die Oberflächenenergie und -polarität der Füllstoffoberfläche: Um die Füllstoffpartikel in der Elastomermatrix fein zu dispergieren und eine gute Adhäsion zwischen Polymer und Füllstoffoberfläche zu erreichen, müssen diese Grenzflächeneigenschaften von Gummi und Füllstoff gut auf einander abgestimmt sein.<br /><br />Surface Energetic Characterization of Nanoscale Fillers and Elastomers<br />Almost any technically used rubber material is filled with particles in nanometer size, by which the properties of the material can be specific controlled. In modern car tires the used fillers have crucial influence on driving security (wet grip and ice grip), on fuel consumption (rolling resistance) and on the cost-effectiveness (life time of the tire) [1].The first fillers used in rubber application were carbon blacks; actually in passenger car tires mostly surface modified silica is applied. The implementation of novel filler systems like organophilic modified layered silicates (organo-clays) or carbon nanotubes is subject of intense research [2,3].<br />Surface energy and -polarity of the filler surface is a crucial, but often underestimated determining factor. All surface properties of rubber and filler have to be well balanced to get the nanoscale filler particles finely dispersed in the rubber matrix and also to obtain a good adhesion between polymer and filler surface.
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Publisher
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Vakuum in Forschung und Praxis
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Wikidata
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Citation
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Vakuum in Forschung und Praxis 22 (2010) 18-20
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DOI
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https://doi.org/10.1002/vipr.201000418
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Tags
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