Kautschuke

Morphology of Elastomer Blends by Dynamic AFM1

28.April 2003 - The reduction in lateral forces during scanning allows the tapping-mode AFM to be an extremely useful tool for evaluating the morphology of elastomer blends. Without staining or etching, rubber/plastic domains and fillers in cryo-faced elastomer blends can be obtained by the tapping mode AFM with strong contrast. The change in phase shift provides the material contrast based on mechanical property variations among various blend components. Image processing and measurement of AFM micrographs ensure the proper phase assignment and can provide quantitative structural parameters in blends. Filler/processing oil partition in elastomer blends, compatibility and interfacial tensions between elastomers, and co-continuity in co-continuous elastomer blends can be measured. Applications of quantitative AFM morphological analysis to design better elastomer compounds are presented.

Phasenmorphologie von Elastomerblends durch dynamische AFM
Durch Verminderung der Lateralkräfte bei der Bildgebung mit Hilfe des „Tapping”-Modes kann mit Hilfe der Raster-Kraft-Mikroskopie die Phasenmorphologie von Elastomerblends wirkungsvoll untersucht werden. Ohne auf zusätzliches Anfärben oder Ätzen zurückzugreifen, können Kautschuk/Thermoplast-Domänen und Füllstoffe gut kontrastiert werden. Die Kontrastierung basiert auf der Änderung der mechanischen Eigenschaften beim Übergang von einer Phase in die andere. Die Bildauswertung erlaubt eine geeignete Zuordnung und liefert quantitative strukturelle Parameter. Ebenfalls zugänglich sind: die Verteilung von Füllstoffen und Weichmacherölen, der Grad der Verträglichkeit und die Grenzflächenspannung der Kautschuke wie auch die Struktur interpenetrierender Phasennetzwerke. Es werden Anwendungen für quantitative Analysen der Morphologie mittels AFM vorgestellt, die zur Eigenschaftsverbesserung von Elastomeren genutzt werden können.

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