Workshops und Seminare zu Kautschuk und Gummi

Mit zwei Workshops und zwei Seminaren informieren Robert H. Schuster und Hans-Joachim Graf über interessante Themen aus der Kautschuk- und Gummiverarbeitung.

Die Workshops und Seminare zu Kautschuk und Gummi finden im Rahmen der "Rubber Technique 2020" am 18. und 19. Februar 2020 im Akzent Hotel Stadt Schlüchtern statt.

Im Seminar „Strategisches Compoundieren mit Kautschuk Verschnitten“ wird Robert H. Schuster am 18. Februar – ausgehend von der Motivation Kautschukverschnitte zur Eigenschaftsverbesserung einzusetzen – die Grundlagen der Polymerverträglichkeit vorstellen. Der Einfluss der Molmasse und der chemischen Konstitution von Kautschuken sowie der Verarbeitung auf die Phasenmorphologie und Grenzflächeneffekte auf Verarbeitung und das physikalische Leistungsspektrum von Vulkanisaten werden systematisch behandelt.

Um Voraussagen zum Phasenverhalten und Verschnitteigenschaften zu erleichtern wird das für Compounder wichtige Konzept der Löslichkeitsparameter vorgestellt. Die Wirkung von Phasenvermittlern zur Eigenschaftssteigerung wird anhand praktischer Beispiele gezeigt. Der technisch wichtige Aspekt der Verteilung von verstärkenden Füllstoffen und Vernetzungschemikalien in den Phasen eines Verschnittes bildet einen Schwerpunkt des Seminars. Es wird gezeigt, welche molekularen Faktoren die Verteilung steuern und welche technischen Maßnahmen zu einer Verteilung führen, die optimale technische Produkteigenschaften gewährleistet. Es wird jedoch auch auf die Nachteile der Verschnitte eingegangen und gezeigt, wie diese vermieden werden können.

Wie Robert H. Schuster erklärt, bietet das Seminar eine Plattform für zuverlässige Entscheidungen bei der Entwicklung von Rezepturen zur Steigerung der Produktivität, zur Reduzierung von Kosten und für Herstellungsfehler bei der Herstellung von Artikeln.

Ebenfalls am 18. Februar 2020 findet der von Dr. Hans Joachim Graf geleitete Workshop Compoundieren in der Gummiherstellung statt, der auch auf Versuchsplanung [DoE] eingeht und Compounding-Tools für Praktiker vorstellt. Nach einer kurzen Einführung in die Statistische Versuchsplanung mit Beispielen aus der Rezepturerstellung für Elastomermischungen üben die Teilnehmer die Benutzung eines Programms mit Hilfe einfacher Beispiele. Analysen von DoE's aus Literatur und Praxis werden von den Teilnehmern durchgeführt.

Auf diese Weise kann der Einfluss von Polymerverschnitten / Öl-Füllstoff Paarungen / Beschleunigersystemen auf die Eigenschaften erarbeitet werden. Wie Dr. Graf erklärt, eignen sich DoE-Programme allerdings zur Analyse von Rezeptdatenbanken und großen Datenmengen nur sehr bedingt, auch wenn diese nach den Regeln der Versuchplantechnik erstellt sind. Mit einem Rezept-Simulations-Programm können diese Grenzen überquert werden.  Im Workshop werden die Programme Design Expert 12 - Trial Version und GrafCompounder 3.211 verwendet (Personal License ist im Seminar enthalten).

Am 19. Februar 2020 wird sich Robert H. Schuster mit der Ermüdungsfestigkeit durch Auswahl der Inhaltsstoffe und optimale Verarbeitung auseinandersetzen. Denn Gummiteile, die unter dynamischen Bedingungen verwendet werden, sind inneren Belastungen ausgesetzt, die zu vorzeitigem Versagen führen können. Ausgehend von der mechanischen Alterung gefüllter Elastomere werden Fehlstellen im Formteil als Auslöser der Materialermüdung und verkürzter Lebensdauer diskutiert. Standardprüfungen und fortgeschrittene Testmethoden zur Materialermüdung unter variablen Belastungsmoden werden vorgestellt.

Den Schwerpunkt bilden die Rissinitiierung und -fortpflanzung unter dynamischen Bedingungen, der Abrieb und Verschleiß von gefüllten Elastomerbauteilen vor dem Hintergrund der eingesetzten Rezepturbestandteile, der Mischungsherstellung und der Vulkanisation. Dabei werden der prägende Einfluss der Füllstoffe, die im Mischprozess erreichte Dispersion, die Art der eingesetzten Kautschuke, der Alterungsschutzmittel, der Weichmacher und des Vernetzungssystems analysiert.

Zudem wird gezeigt wie durch Oberflächenmodifizierung der Füllstoffe und durch Funktionalisierung von Kautschuken oder durch alternative Mischtechniken die Dispersion der Füllstoffe und damit die Lebensdauer von Elastomerbauteilen erhöht werden kann. Auf den Einfluss von Alterungsschutzmitteln und neuartige Vernetzungschemikalien wird mit Fallbeispielen eingegangen.

Das Seminar bietet nach Worten von Robert H. Schuster praktische Hinweise zum Verständnis von Versagensmechanismen sowie vor allem zur Verbesserung der Materialeigenschaften von gefüllten Elastomeren.

Der zweite Workshop von Dr. Hans-Joachim Graf findet ebenfalls am 19. Februar statt und widmet sich der Versuchsplanung in der Prozessgestaltung & -verbesserung mit Beispielen aus Mischen, Extrudieren und Spritzgießen. Wie Dr. Graf erklärt, gelingt die Stabilität von Kautschukherstellungsprozessen und deren Optimierung mit statistischen Versuchsplänen. Diese basieren auf der Identifizierung unabhängiger Prozessfaktoren, die den Herstellungs-Prozess dominieren. Die Auswahl dieser Faktoren erfolgt über Regressionsanalyse und Signifikanz Kriterien. Vorgestellt werden Arbeitsfenster beim Mischen von SBR- und EPDM-Kautschuken und die Auswirkungen auf deren Eigenschaften. Umformverfahren können mit Hilfe statistischer Prozess-Modell vollständig beschrieben werden. Mit geringem Aufwand lassen sich die Arbeitsfenster für jedes Verfahren ermitteln. Erprobte Experimentelle Strategien für deren Optimierung werden vorgestellt und die Teilnehmer werden in die Lage versetzt, diese Vorgehensweise in ihrem Arbeitsumfeld umsetzten zu können.

gk