DAS MECHANISCHE WERKSTOFFVERHALTEN VON ELASTOMEREN UNTER BERÜCKSICHTIGUNG VON VERARBEITUNGSBEDINGTEN, INHOMOGENEN VERNETZUNGSZUSTÄNDEN

Elastomere weisen unter den Konstruktionswerkstoffen ein einzigartiges Spektrum an Eigenschaften auf. Aufgrund ihrer hohen Elastizität in Kombination mit guten Dämpfungseigenschaften sowie einer ausgeprägten chemischen und thermischen Beständigkeit haben sich Elastomere in vielfältigen Anwendungen bewährt [Gen12]. Innerhalb einer Konstruktion übernehmen Elastomerbauteile dabei wesentliche Funktionen, wie beispielsweise die Übertragung von Kräften, die Dämpfung von Stößen und Schwingungen, die Abdichtung gegenüber Fluiden sowie den Ausgleich von Toleranzen. Darüber hinaus können die besonderen Werkstoffeigenschaften auch schon bei der Herstellung der Bauteile ausgenutzt werden. So ermöglichen die hohen zulässigen Verformungen die Gestaltung von Elastomerbauteilen mit Hinterschneidungen ohne zusätzliche werkzeugtechnische Lösungen, wie beispielsweise beim Spritzgießen die Nutzung von Schiebern oder Backen zur Freilegung des Hinterschnitts. Die Werkstoffeigenschaften werden dabei wesentlich durch die Mischungsrezeptur und den Randbedingungen beim Mischen sowie bei der Bauteilherstellung beeinflusst. Während der Formgebung wird der Kautschuk durch Vulkanisation weitmaschig vernetzt. Die chemische Vernetzungsreaktion wird in der Regel thermisch initiiert. Das nach der Herstellung resultierende Netzwerk bestimmt das Bauteilverhalten dabei maßgeblich und stellt eine wichtige Qualitätsgröße dar. Zur Charakterisierung des Netzwerks werden die Vernetzungsdichte (Anzahl der Netzwerkketten pro Volumen) oder der in der Praxis weitverbreitete relative Vernetzungsgrad (Umsatz der Vernetzungsreaktion) herangezogen.