Untersuchungen zum Dichtkraftverhalten bzw. Ruckfederungsvermogen von Polymerwerkstoffen in der Kalte in Abhangigkeit von der Molmasse am Beispiel von Fluorelastomeren

摘要

Ein relevantes technisches Merkmal eines elastomeren Dichtwerkstoffs stellt die Dichtkraftfunktion in der Kalte bis in den Bereich der Glasumwandlung dar. Betrachtet man homologe Elastomerstrukturen in Abhangigkeit von der Molmasse, so trumpfen hier niedrigviskose Elastomerwerkstoffe durch kurzere Relaxationszeiten auf, was eine ausgepragtere dynamische Strukturmobilitat bzw. Kalteflexibilitat erwarten lasst. Bei identischen Elastomerstrukturen mit einer hohen Molmasse und einem komplexeren physikalischen Verhakungsnetzwerk durch langere Polymerketten wachst mit zunehmender statischer Dichtverpressung neben der Entropieanderung die potenzielle Energie der Molekule durch Platzwechsel auf energiereichere Positionen deutlich starker an. Dieses wird durch die mol-masseninsignifikante lineare Druckabhangigkeit des spezifischen Volumens und das Absinken des spezifischen Volumens mit steigender Molmasse widergespiegelt, wie durch PVT-Diagramme aufgezeigt. Eine chemische Netzwerkstruktur unterstutzt das elastische Ruckfederungsverhalten deutlich, uberlagert die physikalischen Effekte, schrankt jedoch die Mobilitat der Polymerketten ein, was in Abhangigkeit von der Molmasse und des Verpressungszustands verschiedene Auswirkungen haben kann. Allein aus der thermodyna-mischen Sichtweise heraus sollte mit steigender Molmasse des Polymers das Ruckfederungsbestreben bzw. die Dichtkraft in der Kalte gefordert werden. Betrachtet man die Effekte jedoch gemeinsam, ist eine Gegenlaufigkeit zu erkennen, d. h. eine absinkende Strukturmobilitat und ein zunehmendes, elastisches Ruckfederungsbestreben mit ansteigender Molmasse des Elastomerwerkstoffs. Das lasst den Durchlauf einer Maximum funktion des Kaltedichtkraftverhaltens mit steigender Molmasse erwarten. In dieser Arbeit sollte am Beispiel einer relativ homologen FKM-Elastomerreihe die Molmassenabhangigkeit der Tieftemperatur-Dichtkraftfunktion untersucht werden. Des Weiteren wird das dafur eingesetzte statische Messverfahren beschrieben.