Characterization of Filler-Filler and Filler-Polymer Interactions using Stress-Strain Measurements

11/2011 November-Dezember

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Stress-strain measurements of filled elastomeric compounds are derived from a superposition of the temperature dependent, nonlinear deformation behaviour of the polymer network and the temperature and deformation dependent reinforcement due to fillerfiller and filler-polymer interactions. Using the concept of the intrinsic deformation of the polymer chains, the nonlinear deformation behaviour of the polymer network can be separated from the mechanical reinforcement resulting from the filler-filler and polymer-filler interactions. This was accomplished by introducing a deformation-dependent reinforcement factor which allowed for the quantitative characterization of the filler-filler and filler-polymer interactions. The influence of temperature and crosslink density on the reinforcement factor was analyzed for a series of carbon black filled, peroxidic crosslinked HNBR vulcanizates.

Analyse von Füller-Füller und Füller-Polymer Wechselwirkungen mittels Zug-Dehnungsmessungen
Das Zug-Dehnungsverhalten von gefüllten Elastomeren kann durch die Superposition der nichtlinearen Deformation des polymeren Netzwerkes und der, durch Füllstoff-Füllstoff und Füllstoff-Polymer Wechselwirkungen, verursachten Amplitudenabhängiger Verstärkung in Abhängigkeit von der Temperatur beschrieben werden. Das Konzept der intrinsischen Deformation der Polymerketten ermöglicht eine quantitative Separation des Deformationsverhaltens des Polymernetzwerkes von der durch den Füllstoff verursachten Verstärkung. Diese wird quantitativ durch einen Verstärkungsfaktor charakterisiert. Der Einfluss von Temperatur und Netzstellendichte auf den Verstärkungsfaktor wurde an eine Serie von rußgefüllten, peroxidisch vernetzten HNBR Vulkanisaten untersucht.