Autor: Sarah Sitz

Zur Herstellung von geschäumten Halbzeugen aus Siliconkautschuk werden nahezu ausschließlich chemische Treibmittel eingesetzt. Ein Alternative stellen physikalische Treibmittel dar. Sie sind kostengünstig, besitzen verfahrenstechnische Vorteile, sind anders als chemische Treibmittel toxikologisch unbedenklich und hinterlassen keine Zersetzungsprodukte im geschäumten Profil. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Verfahrens zur wirtschaftlichen Herstellung von geschäumten Extrudaten aus hochtemperaturvernetzendem Festsiliconkautschuk unter Verwendung der physikalischen Treibmittel Stickstoff und Kohlendioxid. Neben den gasförmigen Treibmitteln Stickstoff und Kohlendioxid kann auch durch Zugabe von Kohlendioxid in fester Form ein physikalischer Schäumprozess realisiert werden. Hierzu wird die Anlagentechnik der Extrusionsanlage an die besonderen Gegebenheiten von Material und Prozess angepasst. In umfassenden Untersuchungen werden anlagentechnische und materialseitige Einflussparameter auf den Schäumprozess betrachtet. Als wesentliche Einflussgrößen seitens der Prozessparameter können der Werkzeugdruck und der Treibmittelanteil identifiziert werden. Anlagenseitig muss zur Einarbeitung des Treibmittels ein Mindestdruck vorliegen, ebenso ist eine ausreichende Mischstrecke ist wichtig für die Qualität der geschäumten Profile. Untersuchungen der materialseitigen Einflussparameter zeigen, dass die Wahl des Festsiliconkautschuks eine große Rolle spielt. Die Viskosität des Siliconkautschuks beeinflusst den Verarbeitungsprozess und auch die Qualität der Zellstrukturen und Profiloberflächen. Der ergänzende Einsatz von Nukleierungsmitteln wie Calciumcarbonat und Talkum führt zur Bildung von besonders feinzelligen Strukturen, dabei spielt die Menge des Nukleierungsmittels eine wesentliche Rolle. Auch das eingesetzte Vernetzungssystem beeinflusst die Eigenschaften des geschäumten Profils. Für den untersuchten Schäumprozess können sowohl peroxidische, als auch platinkatalysierte als thermisch initiierte Systeme, aber auch durch UV-Strahlung initiierte Vernetzungssysteme verwendet werden. Die Vernetzung muss jedoch mit dem Prozess der Schaumbildung abgestimmt werden.