KAUTSCHUK AUS DER INDUSTRIE echnisch relevanten Frequenzbereichen erfassen.Stand (ble 30%P 1.Stahl kann man ausd Karkasse (1) erhalten waren.Ein Beispiel ist die Ermittluny des lane Kar chlorier sich der Verzweigungsgrad durch cine gehinderte Beweg (30-502P oder bromiert) eng die Molekulstruktur und das dynamische Eigen Apex(~25%PBR) n miteinander ver Drahtkern Das (-10) m) b.105y genschafter n lich nicht nutzbar ist)ciner Gummimisch hung.We So ist die Hatt eines Reifens auf nassen StraBen m 二 doch zu schnell abgerieben.Ein ahnliche p ialie gie maximal dis pieren.Hinzu kom mt.dass die Ela m nen sich der strage bei winterlichen Temp es them In High Performa ekautschu e inzwischen einen G ichtsantei ren nten lisst bei der betrachtung al cis/trans-BF oder 110 ing 10)Au sem Grund ist die Reifenindustrie einer der 20 uber de Fahrkomfo mitentscheiden,sondern at ch cine c nvl-BR nerliner- re Aufgaben erfullen und tut dies un 120呢e n Styrolkautschuken (SSBR)erhoht die Frej. ter Einsatz spezieller Kautschuk Chem.Unserer Zeit, 2009,43,392- 40 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH Co.KGaA,Weinheim 401Chem. Unserer Zeit, 2009, 43, 392 – 406 www.chiuz.de © 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim | 401 KAUTSCHUK | AUS DER INDUSTRIE technisch relevanten Frequenzbereichen erfassen. Stand der Technik sind Masterkurven, die nicht weniger als 16 Dekaden überstreichen – von 10–5 bis 1012 Hz (Abbil￾dung 9). Mit weiter verfeinerten Methoden der Polymerphysik kann man aus diesen Datensätzen Rückschlüsse auf die Po￾lymerstruktur ziehen, die mit anderen Methoden nicht zu erhalten wären. Ein Beispiel ist die Ermittlung des Lang￾kettenverzweigungsgrads des Werkstoffs: Bei der Auswer￾tung der dynamischen Eigenschaften eines Polymers macht sich der Verzweigungsgrad durch eine gehinderte Beweg￾lichkeit der Polymermoleküle und damit in der Frequenz￾Modul-Kurve bemerkbar. Masterkurven zeigen also, wie eng die Molekülstruktur und das dynamische Eigen￾schaftsprofil von Synthesekautschuken miteinander ver￾bunden sind. Das „magische Dreieck der Reifentechnologie“ Bei der Herstellung von Hochleistungsreifen gibt es einen erheblichen Zielkonflikt zwischen den drei wichtigen Ei￾genschaften Abrieb, Nassrutschfestigkeit und Rollwider￾stand (ein Maß für den Anteil der Antriebsenergie, der vom Reifen durch Walkarbeit in Wärme umgewandelt, also letzt￾lich nicht nutzbar ist) einer Gummimischung. Wer eine der drei Eigenschaften verbessern wollte, musste bei den bei￾den anderen bislang Abstriche machen. So ist die Haftung eines Reifens auf nassen Straßen umso besser, je weicher der Gummi ist, weil er sich dem rauen Asphalt dann besser anpassen kann. Allzu weiche Gummimischungen werden je￾doch zu schnell abgerieben. Ein ähnlicher Zusammenhang besteht auch zwischen Grip und Rollwiderstand: Dieser ist schließlich um so geringer, je weniger Energie ein Kaut￾schuk dissipiert. Den besten Grip würde jedoch eine hy￾pothetische, flüssige Gummimischung aufweisen; Flüssig￾keiten sind aber ein Musterbeispiel für Materialien, die Ener￾gie maximal dissipieren. Hinzu kommt, dass die Elastizität von Gummimischungen mit tieferen Temperaturen ab￾nimmt. Reifen, die auf sommerlichen Straßen gut „packen“, können sich der Straße bei winterlichen Temperaturen nicht mehr in adäquater Weise anpassen. Darum sind Reifen für Gummifachleute ein extrem span￾nendes Thema. In High Performance-Produkten haben Syn￾thesekautschuke inzwischen einen Gewichtsanteil von 20 bis 25 % erreicht. Betrachtet man nur die Gummikompo￾nenten – lässt bei der Betrachtung also zum Beispiel Stahl￾cords oder andere Festigkeitsträger außer Acht – ist dieser Anteil noch höher: rund 40 %. Experten halten in abseh￾barer Zeit bis zu 50 % für möglich (Abbildung 10). Aus die￾sem Grund ist die Reifenindustrie einer der größten Kaut￾schuk-Kunden überhaupt: Reifen haben sich zu äußerst komplexen Produkten entwickelt, die nicht nur über den Fahrkomfort mitentscheiden, sondern auch eine erhebliche Bedeutung für die Fahrzeugsicherheit haben. Denn jede Reifenkomponente – etwa Seitenwand, Lauffläche oder In￾nerliner – muss andere Aufgaben erfüllen und tut dies un￾ter Einsatz spezieller Kautschuke. -110° -70° Tg cis/trans-BR Vinyl-BR Polystyrol 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Vinylgehalt [%] Styrolgehalt [%] 90° C -20°C C 0°C C Abb. 12 Die Lösungspolymerisation von Styrolkautschuken (SSBR) erhöht die Frei￾heitsgrade des Herstellers drastisch. tan δ Temperatur [ °C] 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 - 40 - 20 0 20 40 60 80 - - S S SBR/ Ruß - SBR/ Silica E E SBR/ Ruß - SBR/ Silica Nassgriff Rollwiderstand Abb. 11 tan ∂-Kurven beschreiben das Dämpfungsverhalten von Gummiprobekör￾pern in Abhängigkeit von der Temperatur. Ein hohes Maximum bei 0 °C korreliert bei Reifengummi-Werkstoffen mit einer guten Nassrutschfestigkeit, möglichst niedrige Werte im Bereich um 60 °C dagegen mit einem niedrigen Rollwiderstand. Beide Werte lassen sich nur schwer unabhängig voneinander optimieren. Lauffläche (bis zu 30% PBR & 70% SBR) Schulterstreifen (30-50% PBR) Seitenwand (30-50% PBR) Humpstreifen (50-100 % PBR) Wulststreifen (Chafer ) (50-100 % PBR) Drahtkern Apex (~25% PBR) Karkasse (2) Karkasse (1) 3. Nylon 1. Stahl Lauffläche (bis zu 30% PBR & 70% SBR) Schulterstreifen (30-50% PBR) Seitenwand (30-50% PBR) Humpstreifen (50-100 % PBR) Wulststreifen (Chafer ) (50-100 % PBR) Drahtkern Apex (~25% PBR) Innerliner (Halobutyl XIIR; chloriert oder bromiert) Karkasse (2) Karkasse (1) Gürtel: 2. Stahl Abb. 10 Synthesekautschuke vereinen in hochwertigen Pkw-Reifen bereits einen Gewichtsanteil von rund 25 bis 40 % auf sich. Sie helfen, Kraftstoff zu sparen, sorgen dafür, dass man seltener Luft nachfüllen muss und machen das Produkt robuster – etwa, wenn die Seitenwand am Bordstein entlang schrammt. 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