Die besondere Leistungsfähigkeit und damit verknüpfte bevorzugte Verwendung von Silica in Verbindung mit einem Lösungs-SBR (Styrol/Butadien-Kautschuk) in Laufflächen von Pkw- Hochleistungsreifen wird im Zusammenhang mit dem Konzept des sogenannten confinement (Einschränkung) der verwendeten Polymere erklärt. Silica besitzt eine nanoskalige poröse Struktur, wobei die typischen Porenvolumina in der Größenordnung der charakteristischen Ausdehnungen der Ausgangspolymere sind. In diesem Fall kommen die typischen polymerphysikalischen confinement-Effekte ins Spiel, deren Ausprägung von der unterschiedlichen Verzweigungsarchitektur (ausgedrückt durch die spektrale Dimension) der verwendeten Polymere (E-SBR oder S-SBR) abhängt. Als Ergebnis der (qualitativen) Diskussion ergibt sich, dass nur lineare S-SBR-Moleküle die nanoskaligen Poren vollständig und räumlich sich gegenseitig durchdringend ausfüllen können. Dies führt zu einem festeren Polymer-Füllstoff-Formschluss und damit zu geringeren Hystereseverlusten bei dynamisch-mechanischer Beanspruchung des Gummis, d.h. zu einer vorteilhafteren Rollwiderstandsgüte.
The advantage of silica in combination with S-SBR in modern PC tire tread rubber compounds is explained by considering effects of polymer confinement. Silica is a structure having pores in the nanometer regime, i.e. with pore sizes in the order of the primary polymers prior crosslinking. In this case confinement effects of polymers come into play, whereby these effects are different for different polymer connectivity (expressed by the spectral dimension), like in the two cases of E-SBR and S-SBR. As a result, one can argue that the injection of linear S-SBR inside nanopores during mixing is preferred because interpenetration and full pore space filling results. As an effect, a tight polymer-filler interlocking between S-SBR and silica pores leads to lower hysteresis during dynamic-mechanical deformation at low frequencies and, as a consequence, to a better rolling resistance performance.
Why silica technology needs S-BR in high performance tires? The physics of confined polymers in filled rubbers
Warum bevorzugt Silica Lösungs-SBR in Hochleistungsreifen? Zur Physik eingeschränkter Polymere in gefüllten Kautschuken
Kautschuk, Gummi, Kunststoffe ; 61 , 7/8 ; 368-376
2008
8 Seiten, 11 Bilder, 36 Quellen
Article (Journal)
English
Copolymer-Butadien-Styrol , Lösungspolymerisation , Gummireifen , Hochleistung , Einschließung , gefüllter Verbundwerkstoff , Füllstoff , poröser Werkstoff , Porenweite , Nanometerbereich , lineares Makromolekül , verzweigtes Makromolekül , Durchdringungsnetzwerk , Haftfestigkeit , Hystereseverluste , Verminderung , Reifenprofil , Kieselerde
Automotive engineering | 2008
|METHODS OF MANUFACTURING CONJUGATED DIENE POLYMERS, AND POLYMERS, RUBBERS AND TIRES MADE THEREOF
European Patent Office | 2023
|New Synthetic Rubbers in Truck Tires
SAE Technical Papers | 1963
|European Patent Office | 2023
|European Patent Office | 2023
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