Effect of Thiophene-Plasma Coating of Silica on the Reinforcing Performance in EPDM, SBR and NBR

06/2009 Juni

The filler surface chemistry is a crucial factor for the level of dispersion and filler-polymer interaction in rubber. Plasma-polymerization allows tailoring the surface chemistry without influence on the bulk properties. Thiophene was used as monomer in this study due to its sulfur moiety, and the plasmathiophene (PTh) coated silica was blended with EPDM, SBR and NBR. PThsilica shows in general a better dispersion compared to untreated and silanized silica, and in terms of mechanical properties, the PTh-silica results in a better performance. In EPDM, plasmapolymerization of silica results in a reduction of the filler-filler interaction compared to untreated silica due to a better match of the surface energies of the filler and the polymer.

Auswirkungen der Thiophen-Plasmabehandlung von Kieselsäure auf die Verstärkung von EPDM, SBR und NBR
Die Oberflächenchemie von Füllstoffen ist ein wichtiger Faktor für die Dispersion und die Wechselwirkung mit Polymeren. Eine Plasma-Behandlung erlaubt es, die Oberflächenchemie zielgerichtet zu modifizieren ohne die strukturellen Eigenschaften des Füllstoffes zu beeinflussen. In dieser Studie wurde Thiophen als Monomer (PTh) verwendet, da es über eine schwefelhaltige funktionelle Gruppe verfügt. Die Plasma- Thiophen behandelte Kieselsäure wurde in EPDM, SBR und NBR hinsichtlich Verarbeitbarkeit und Eigenschaftsbild getestet. PTh-Kieselsäure zeigt allgemein eine bessere Dispersion verglichen mit unbehandelter und silanisierter Kieselsäure, und die mechanischen Eigenschaften des Materials werden durch die PTh Behandlung verbessert. Insbesondere in EPDM verringert eine Plasma-Behandlung die Füllstoff-Füllstoff-Wechselwirkungen verglichen mit unbehandelter Kieselsäure durch eine Annäherung der Oberflächenenergien von Polymer und Füllstoff.