FFD IM - Freudenberg Forschungsdienste SE & Co. KG
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Modul des (ungefüllten) Kautschuknetzwerkes: amplitudenunabhängiger<br />
Beitrag der vernetzten Gummimatrix zur Steifigkeit<br />
hydrodynamischer Effekt der Füllstoffteilchen: die inelastischen<br />
Füllstoffteilchen nehmen nicht an der Dehnung teil und bewirken<br />
eine höhere intrinsische Polymerdehnung als die aufgebrachte<br />
makroskopische Dehnung. Dieser Effekt ist abhängig vom Volumenfüllgrad<br />
und unabhängig von der Amplitude.<br />
Füllstoff/Matrix-Wechselwirkungen: Teile des Gummis werden<br />
in der Füllstoffstruktur immobilisiert. Diese Immobilisierung trägt<br />
ebenfalls amplitudenunabhängig zur Steifigkeit bei.<br />
MULLINS oder PAYNE?<br />
Füllstoff/Füllstoff-Wechselwirkungen: Aktive Ruße oder Kieselsäuren<br />
können innerhalb der Polymermatrix ein Füllstoff/Füllstoff-<br />
Netzwerk bilden, das kleinen Amplituden einen großen<br />
Widerstand entgegensetzt. Wird die Amplitude zu groß, bricht<br />
dieses Netzwerk zusammen und als Folge nimmt der Modul<br />
drastisch ab. Bei großen Verformungen verschwindet der Beitrag<br />
des Füllstoff/Füllstoff-Netzwerkes zum komplexen Modul praktisch<br />
vollständig. Der Abfall des Moduls ist nicht linear. Diese<br />
Nichtlinearität ist begründet durch Hystereseverluste, die beim<br />
Abbau des Füllstoffnetzwerkes auftreten sowie durch die Freisetzung<br />
von im Füllstoffnetzwerk eingeschlossenem Polymer,<br />
das dann wieder an der Dehnung teilnehmen kann.<br />
Beim PAYNE-Effekt lässt sich ähnlich wie beim MULLINS-Effekt eine<br />
dehnungsabhängige Adsorption/Desorption von Kettenabschnitten<br />
des Polymers am Füllstoff diskutieren. Der Verlauf der ersten<br />
PAYNE-Kurve, die an einem jungfräulichen Prüfkörper gemessen<br />
wird, unterscheidet sich von den folgenden Messungen, da das<br />
zerstörte Füllstoffnetzwerk erst nach einiger Zeit wieder aufgebaut<br />
ist. Bei einer Wiederholungsmessung nach nur kurzer Erholungszeit<br />
ist der PAYNE-Effekt im Vergleich zur ersten Messung deutlich<br />
reduziert.<br />
Gemeinsamkeiten zwischen PAYNE- und MULLINS-Effekt sind vergleichbare<br />
Relaxationsmechanismen bei zunehmender mechanischer<br />
Belastung wie z. B. das Aufbrechen von Füllstoff-Agglomeraten<br />
oder Desorption und Readsorption von Kettensegmenten, die<br />
26 MULLINS oder PAYNE?
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