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Neue Gummiwerkstoffe sind leitfähig oder hoch temperaturbeständig

Durch den Einsatz neuer Füllstoffe und Mischungstechnologien ist es am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (IPF) gelungen, neue Gummiwerkstoffe zu entwickeln. Sie sind leitfähig beziehungsweise hoch temperaturbeständig. Geforscht wurde diesbezüglich in der Arbeitsgruppe von Dr. Amit Das und unter der Leitung von Professor Gert Heinrich im Rahmen laufender Promotionsarbeiten.

Kalaivani Subramaniam gelang erstmals die Herstellung eines Gummiwerkstoffs mit einer sehr hohen elektrischen Leitfähigkeit, die sich der von Metallen sogar annähert, berichtet das Institut. Hergestellt worden sei der Werkstoff durch eine Mischungstechnologie, bei der unter Zuhilfenahme geeigneter niedermolekularer Verbindungen eine große Menge an leitfähigen so genannten Kohlenstoff-Nanoröhren optimal in der Kautschukmatrix dispergiert werden konnte. Das auch mechanisch stabile und belastbare Material soll völlige neue Anwendungsmöglichkeiten bieten. Vorstellbar seien beispielsweise elektronische Schaltkreise auf hochflexiblem Trägermaterial. Mit der neuartigen Kombination von Eigenschaften und Funktionen würden sich diese besser als bisher verfügbare Bauelemente in komplexe Systeme integrieren lassen, unter anderem als flexible Roboterteile.

Von Sandip Rooj konnten Elastomere mit einer bisher nicht erreichten Temperaturbeständigkeit hergestellt werden, so das Institut. Die für Elastomere bereits sehr gute Temperaturbeständigkeit von Fluorkautschuken sei durch die Dispersion und gezielte Einbindung von Halloysite-Nanoröhrchen, speziellen röhrchenartigen Füllstoffen aus der Mineralklasse der Aluminosilikate, in die Kautschukmatrix nochmals deutlich erhöht worden. Die thermische Zersetzungstemperatur wurde von 400 Grad Celsius für konventionelle Fluorkautschuke auf 450 Grad Celsius für die neuen Fluorelastomer-Komposite gesteigert, berichtet das Institut. Wichtiger Effekt für Anwendungen sei, dass damit auch die Dauertemperaturbeständigkeit bei üblichen Einsatztemperaturen (im Motorraum von Fahrzeugen zum Beispiel bei meist 150 bis 200 Grad Celsius) verbessert werde - und mit ihr letztlich die Lebensdauer von thermisch beanspruchten Gummi-Bauteilen.

Die neuartigen robusten Elastomere, die zugleich ein gutes Flammwidrigkeitsverhalten aufweisen, sollen sich besonders für den Einsatz bei hohen Gebrauchstemperaturen und unter hohem Druck anbieten. Das Institut nennt hier zum Beispiel Hochleistungsdichtungen in Industrieanlagen oder auch extrem druckbeanspruchte Dichtungen in Motoren von Tiefseeförderanlagen.

Die Arbeiten werden auch bei der internationalen Tagung Eurofillers 2011 vorgestellt, die das IPF vom 21. bis 25. August 2011 in Dresden ausrichtet.
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