KAUTSCHUK AUS DER INDUSTRIE diese Entwicklung der leichter fliegenden Varianten auf ei ern erfolgreich die Stirn bietet:Nicht ohne Grund wurder im Jahr 2008 weltweit immer noch rund9,8 Millionen Ton net sich NR zum Beis zial dieser Technik.das inzwischen sogar silikonartig chlagene und Zugfestigkeit aus-was letztlichau 1g der Isc on Noten sind,wie huk leistet zum I in Lkw-Reife n gute Di tC- rung d Ein weiteres Beispiel fur die Weiter ntwicklung der klas eine erhebliche Her sforderung fur die Zukunft.Aber Ne en HINBR-K est mit der E huke -BR)n von Soja-.Palmol oder Rap das technisch um noch zu ve ein durfte RME,in _B20-1 mit e an Gummiartikel.Glriches gilt fur die eiter an die ste der Technik uels,also mit Eth nn der. nativen waren jedo m B ichn du derungen nicht unbedingt in gleichem Mage gew. siert,was dem erklirten Ziel der Aute obilhe eller.Fah tat fur die H ethanol kon Fluo auts an ihre technischen Grenzen bringen este Gummipartikel mit Teilche alten bis hinauf zu 50.5%(Spezifik ds cine inte Rolle spiele e)und entsp iche Kang rch die Mo o m als hal nd Th ch Varianten deutlich b ypen Die dy digkeit dage dere bei vollhydri rden als bisher.In der Reife ung.die Typen vollem Umfang erhalten.Net n fur Re en und En und riemen die mit aggr ven medien mittlerer polaritat Kautschuke auf Bas in Beruhrung kommen.als mogliche Einsatzgebicte in Was aut dem panier nach einer eintachen anderung der abei yor allem die ontimierung der lebensdauer und die Zusammensetzung aussicht.entpuppt sich aus tech che erringerung des Kr alt sind auf Grund ibrer hohen kleh rigkeit im industriellen Magstab nur schwer zu handhaben schichte des Synthesekaurschuks ist auch 100 Jahre nach ch lange nicht zu Er Fazit Chem.Unserer Zeit,009,43,39- 40 www.chluz.Chem. Unserer Zeit, 2009, 43, 392 – 406 www.chiuz.de © 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim | 405 KAUTSCHUK | AUS DER INDUSTRIE diese Entwicklung der leichter fließenden Varianten auf ei￾ner Anwendung der Alken-Metathese [7], für welche die Chemiker Chauvin, Schrock und Grubbs erst 2005 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet wurden. Das Poten￾zial dieser Technik, das inzwischen sogar silikonartig „flüs￾sige“ HNBR-Kautschuke liefern kann, ist noch lange nicht ausgeschöpft. Mögliche Anwendungen finden sich dort, wo filigrade Strukturen von Dichtungen von Nöten sind, wie z.B. in der Elektronik, Brennstoffzellen oder Batterietech￾nologie. Ein weiteres Beispiel für die Weiterentwicklung der klas￾sischen HNBR-Kautschuke ist mit der Einführung alternati￾ver Treibstoffe verbunden. Denn Biodiesel und Diesel mit im￾mer höheren Beimengungen von Soja-, Palmöl- oder Raps￾methylester (SME, PME und RME, in „B20-Diesel“ mit einem Mengenanteil von etwa 20 % enthalten) stellen besondere Herausforderungen an Gummiartikel. Gleiches gilt für die Flex-Fuels, also Ottokraftstoffe mit Ethanolbeimengungen bis zu 85 % (sog. E85-Kraftstoff bzw. „Superethanol“). Elastomere Alternativen waren jedoch dünn gesät. Flu￾orkautschuke zum Beispiel zeichnen sich zwar durch eine hervorragende Beständigkeit gegenüber vielen problemati￾schen Medien aus, sind jedoch hohen dynamischen Anfor￾derungen nicht unbedingt in gleichem Maße gewachsen wie HNBR und auch wirtschaftlich nicht immer eine Alter￾native. Zudem sind sie durch eine höhere Dichte charakte￾risiert, was dem erklärten Ziel der Automobilhersteller, Fahr￾zeuggewichte zu senken, zuwiderläuft. Reine Alkohole wie Ethanol oder gar Methanol können darüber hinaus sogar Fluorkautschuke an ihre technischen Grenzen bringen. Diese Herausforderung konnte kürzlich mit neuen HNBR-Typen gemeistert werden, die mit besonders hohen Acrylnitrilgehalten bis hinauf zu 50,5 % (Spezifikations￾obergrenze) und entsprechend hoher Polarität aufwarten. Die Permeationsraten von Treibstoffen mit hohem Etha￾nolgehalt werden durch die Modifikation mehr als halbiert. Bei verschiedenen Biodiesel-Typen liegen die Werte nun￾mehr sogar unterhalb der Messgrenze. Auch bei der Volu￾menquellung schneiden die neuen Varianten deutlich bes￾ser ab als die bisher zugänglichen Typen. Die dynamische Belastbarkeit und der Vorteil der hohen Alterungsbestän￾digkeit dagegen bleiben – insbesondere bei vollhydrierten Typen – in vollem Umfang erhalten. Neben Schläuchen kommen also auch dynamisch beanspruchte Dichtungen und Riemen, die mit aggressiven Medien mittlerer Polarität in Berührung kommen, als mögliche Einsatzgebiete in Frage. Was auf dem Papier nach einer einfachen Änderung der Zusammensetzung aussieht, entpuppt sich aus technischer Sicht als erhebliche Herausforderung: NBR-Kautschuke mit hohem Acrylnitrilgehalt sind auf Grund ihrer hohen Kleb￾rigkeit im industriellen Maßstab nur schwer zu handhaben. Fazit Auch nach 100-jähriger Entwicklungsarbeit gibt es Berei￾che, in denen Naturkautschuk seinen modernen Nachfol￾gern erfolgreich die Stirn bietet: Nicht ohne Grund wurden im Jahr 2008 weltweit immer noch rund 9,8 Millionen Ton￾nen dieses nachwachsenden Gummirohstoffs verkauft. So zeichnet sich NR zum Beispiel durch eine bislang unge￾schlagene Elastizität und Zugfestigkeit aus – was letztlich auf das streng eingehaltene cis-Verknüpfungsmuster der Iso￾pren-Einheiten dieses Moleküls zurückzuführen ist. Der Naturkautschuk leistet zum Beispiel in Lkw-Reifen immer noch gute Dienste. In der weiteren Verfeinerung der Polymerisationskatalysatoren liegt daher formal sicher noch eine erhebliche Herausforderung für die Zukunft. Aber Neo￾dym-Polybutadien-Kautschuke (Nd-BR) mit cis-Anteilen bis zu 99 % haben bereits heute ein Leistungsniveau erreicht, das technisch kaum noch zu verbessern sein dürfte. Gleichwohl liegt in synthetischen Kautschuken die Zu￾kunft, da sie sich anders als Naturkautschuk nach wie vor weiter an die steigenden Anforderungen der Technik an￾passen lassen – auch wenn der Aufwand dafür stetig wächst. Dennoch können sich immer weiter verfeinerte Hochleis￾tungselastomere ständig neue Nischen erobern. Beispiele hierfür sind carboxylierte Nitrilkautschuke, die auf Grund ihrer hydrophilen Oberfläche den Papiertransport in Brief￾sortieranlagen übernehmen, Polybutadien-Kautschuke, die sich derzeit als Polymermodifikatoren einen wachsenden Markt erobern – oder EVM-Elastomere mit variablem Vinyl￾acetat-Gehalt, die sich auf Grund ihrer einstellbaren Polari￾tät für die Herstellung von wieder ablösbaren Klebeetiket￾ten mit einstellbarer Haftkraft auf verschieden polaren Ober￾flächen eignen. Derzeit machen auch vorvernetzte, scher￾feste Gummipartikel mit Teilchengrößen im Nanomaßstab ihre ersten Schritte in die Polymer-Anwendungstechnik. Auch sie könnten in der Entwicklung von Thermoplast￾Blends eine interessante Rolle spielen: Anders als gewöhn￾liche Kautschuke neigen sie kaum zur Ausbildung uner￾wünschter Phasen, in die sich unverträgliche Kautschuke und Thermoplasten gewöhnlich trennen. Mit zunehmender Bedeutung des Nassrutschverhaltens sowie des Rollwiderstands von Fahrzeugreifen – hier sind in naher Zukunft neue Europäische Regelungen zu erwar￾ten – dürften Synthesekautschuke und deren Weiterent￾wicklung auch in der Reifentechnologie noch wichtiger werden als bisher. In der Reifen-Runderneuerung, die auf Grund absehbar steigender Kosten für Ressourcen und Ent￾sorgung global an Bedeutung gewinnen wird, weisen syn￾thetische Kautschuke auf Basis von Polybutadien und Sty￾rolkautschuken auch heute nach wie vor ein bemerkens￾wertes Verbesserungspotenzial auf. Im Mittelpunkt stehen dabei vor allem die Optimierung der Lebensdauer und die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs. Aber die Entwicklung neuer, leistungsfähiger Gummi￾produkte ist eben auch auf Molekülebene Teamarbeit. Die Geschichte des Synthesekautschuks ist auch 100 Jahre nach den Pionierarbeiten Fritz Hofmanns noch lange nicht zu En￾de. Im Gegenteil – sie fängt erst an! 15213781, 2009, 6, Downloaded from https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ciuz.200600515 by Guangdong University Of Technology, Wiley Online Library on [14/03/2023]. See the Terms and Conditions (https://onlinelibrary.wiley.com/terms-and-conditions) on Wiley Online Library for rules of use; OA articles are governed by the applicable Creative Commons License