Gummi Forschung an Gummiwerkstoffen, die leitfähig oder hoch temperaturbeständig sind

Leitfähiger Gummi und Gummi, der auch Temperaturen von 450 °C standhält? Forscher in Dresden haben Nanorörchen in Gummiwerkstoffe eingebracht, die den Elastomeren genau diese Eigenschaften verleihen.

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Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.

Dresden – Forscher vom Leibniz-Institut für Polymerforschung in Dresden haben Gummiwerkstoffe mit bisher unerreichten Eigenschaften ausgestattet: So gelang es erstmals, einen Gummiwerkstoffs mit einer sehr hohen elektrischen Leitfähigkeit herzustellen, die sich sogar der von Metallen annähern soll. Außerdem sei das resultierende Material mechanisch sehr stabil. Hergestellt wurde es durch eine Mischungstechnologie, bei der mit geeigneten niedermolekularen Verbindungen eine große Menge leitfähiger Kohlenstoff-Nanoröhren optimal in der Kautschukmatrix dispergiert wurden. Eine der neuen Anwendungsmöglichkeiten seien für diesen Werkstoff zum Beispiel elektronische Schaltkreise auf hochflexiblem Trägermaterial. Mit der Kombination von Eigenschaften und Funktionen könnten sich diese besser als bisher verfügbare Bauelemente in komplexe Systeme integrieren lassen, u.a. als flexible Roboterteile.

Auch an der Temperaturbeständigkeit arbeiteten die Wissenschaftler und konnten Elastomere mit einer bisher nicht erreichten Temperaturbeständigkeit herstellen. Die für Elastomere bereits sehr gute Temperaturbeständigkeit von Fluorkautschuken wurde durch die Dispersion und gezielte Einbindung von Halloysite-Nanoröhrchen, speziellen röhrchenartigen Füllstoffen aus der Mineralklasse der Aluminosilikate, in die Kautschukmatrix nochmals deutlich erhöht. Die thermische Zersetzungstemperatur wurde dadurch von 400 °C (konventionelle Fluorkautschuke) auf 450 °C (neue Fluorelastomer-Komposite) gesteigert. Wichtiger Effekt für Anwendungen ist, dass damit auch die Dauer-Temperaturbeständigkeit bei üblichen Einsatztemperaturen (z. B. im Motorraum von Fahrzeugen bei meist 150 bis 200 °C) verbessert wird, und mit ihr letztlich die Lebensdauer thermisch beanspruchter Gummi-Bauteile.

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

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