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Oktober 2025
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Dennis Kleinschmidt
Rheologische Untersuchungen zur Fließanomalie des Wandgleitens gefüllter Kautschuksysteme
In der vorliegenden Arbeit wurden grundlegende Untersuchungen für ein erweitertes Verständnis des Fließ- und Gleitverhaltens gefüllter Kautschukmischungen durchgeführt. Es zeigt sich, dass das Wandgleitverhalten durch das COULOMBsche Gleitmodell beschreibbar ist und eine Differenzierung zwischen wandgleitenden und wandhaftenden Bedingungen im Fließkanal anhand der kritischen Wandschubspannung erfolgen kann. Weiterhin kann ein der rheologischen Charakterisierung vorgeschalteter Extrusionsprozess zu einer Verringerung des Viskositätsniveaus führen, während das Gleitverhalten annähernd unbeeinflusst bleibt. Dies deutet darauf hin, dass das Gleitverhalten von Kautschukmischungen primär durch die Mischungsrezeptur beeinflusst wird, wobei die Ausprägung der Gleiteffekte von der Oberflächenbeschaffenheit des Fließkanals und der Wandschubspannung abhängt. Des Weiteren wird festgestellt, dass die COX-MERZ Relation nicht für Kautschukmischungen gültig ist. Ferner zeigen Anlaufversuche am Rubber Process Analyzer, dass eine Abschätzung des zu erwartenden Fließverhaltens erfolgen kann, Wandgleiteffekte jedoch nicht gezielt untersucht werden können. Weiterführende Untersuchungen zeigen, dass das mechanisch instabile Füllstoffnetzwerk in Kautschukmischungen während des Extrusionsprozesses entlang der Schnecke schrittweise aufgebrochen wird, wobei die zeitliche Rückbildung des Füllstoffnetzwerks teilreversibel und durch Zeitkonstanten beschreibbar ist.
Schlagwörter: Kautschukverarbeitung; Rheologie; Wandgleiten
Schriftenreihe Kunststofftechnik Paderborn
Herausgegeben von Prof. D.-Ing. Elmar Moritzer und Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner, Paderborn
Band 2025,5
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Print-Version: 978-3-8191-0308-7
DOI 10.2370/9783819102783
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