Herstellung thermoplastischer Vulkanisate in Kautschukinnenmischern

In thermoplastischen Vulkanisaten (TPV) liegen eine dispergierte Elastomerphase und eine kontinuierliche Thermoplastphase physikalisch vermischt als Zweiphasensysteme vor. Aufgrund dieser besonderen Zusammensetzung vereinen TPV im Idealfall eine thermoplastische Verarbeitbarkeit mit elastomeren Gebrauchseigenschaften. Wie Thermoplaste werden TPV zur Verarbeitung aufgeschmolzen und müssen nach der Formgebung nicht vulkanisiert werden. Im Vergleich zur Verarbeitung von Elastomeren werden so ein niedrigerer Energieverbrauch und kürzere Zykluszeiten erreicht. Die sich ergebenden geringen Fertigungskosten stellen einen Anreiz zur Substitution von klassischen Elastomeren durch TPV dar. Stand der Technik ist die Herstellung von TPV in kontinuierlich arbeitenden Doppelschneckenextrudern. Der Kautschukinnenmischer bietet im Vergleich zum Doppelschneckenextruder bei der Herstellung von TPV hinsichtlich der Flexibilität der Prozessführung und der Dosierung der Mischungsbestandteile Vorteile. Es ist jedoch nicht bekannt, wie TPV mit den gewünschten Materialeigenschaften wirtschaftlich und reproduzierbar im Innenmischer hergestellt werden können. In dieser Arbeit werden zu der genannten Problemstellung Prozesswissen und Handlungsempfehlungen erarbeitet. Dazu wird zuerst ein Mischzyklus zur Herstellung von TPV in Kautschukinnenmischern entwickelt und anschließend die Abhängigkeit der Materialeigenschaften und der Blendmorphologie von der Mischungszusammensetzung und der Prozessführung untersucht. Die dargestellten Ergebnisse verdeutlichen, dass TPV mit definierten Eigenschaften reproduzierbar in Kautschukinnenmischern hergestellt werden können. Durch eine geeignete Prozessführung und eine zweckmäßige Wahl der Mischungszusammensetzung können die Materialeigenschaften auf die Anforderungen des Bauteils angepasst werden.