Technische Produkte

Reinforcement Mechanism in the Rubber Matrix by Active Fillers

28.April 2003 - Today's tires are highly sophisticated and have to fulfil contradictory dynamic properties like improved treadwear, better handling and traction as well as good energy efficiency (rolling resistance). The role of active fillers like carbon black and silica has been studied in the rubber matrix for a better understanding of the tire performance and the mechanism of reinforcement. In particular the influence of basic properties of carbon blacks, such as surface area, structure and surface activity on the Payne effect, was investigated with the Rubber-Process-Analyzer (RPA) which allows a testing of the strength of the filler network and the filler-polymer interaction in the green compound as well as in the vulcanizate in a large shear range. A comparison between carbon black and the silica-silane system leads to further scientific findings for the understanding of the dynamic behavior of filled rubber compounds. These investigations provide a deep insight into the mechanism of reinforcement of active fillers in the rubber matrix and may enable a further improvement of the tire performance.

Verstärkungsmechanismus von aktiven Füllstoffen in der Kautschukmatrix
Reifen von heute sind hochentwickelte Produkte und müssen gegensätzliche dynamische Eigenschaften wie verbesserte Laufleistung, besseres Handling und Traktion ebenso wie einen niedrigen Rollwiderstand aufweisen. Die Rolle von aktiven Füllstoffen wie Ruß und Kieselsäure in der Kautschukmatrix wurde untersucht, um ein besseres Verständnis der Verstärkerwirkung zu erlangen. Insbesondere wurde der Einfluß der wichtigsten Rußkenngrößen wie spezifische Oberfläche, Struktur und Oberflächenaktivität auf den Payne-Effekt untersucht. Als Meßgerät diente hier der Rubber Process Analyzer (RPA), der die Messung der Stärke des Füllstoffnetzwerkes ebenso wie der Füllstoff-Polymer Wechselwirkung sowohl in der Rohmischung als auch im Vulkanisat erlaubt. Ein Vergleich zwischen Ruß und dem Kieselsäure-Silan-System liefert dabei weitere Erkenntnisse, die dem Verständnis des dynamischen Verhaltens von gefüllten Kautschukmischungen dient. Diese Untersuchungen ermöglichen einen tiefen Einblick in den Verstärkungsmechanismus von aktiven Füllstoffen in der Kautschukmatrix.

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