Kurzfaserverstärkte Silikonelastomere

Festigkeitsträger sind gerade für Artikel aus Silikon häufig unabdingbar. Meist dienen textile Gewebe als Verstärkungsmaterial. Nachteilig ist hier, dass man beim Design neuer Produkte von vornherein auf bestimmte Fertigungsprozesse und Eigenschaften hin festgelegt ist. In einigen Anwendungen können derartige Strukturen bei hohen dynamischen Belastungen auch versagen. Daneben werfen insbesondere feingliedrige Produkte mit Gewebeverstärkung verschiedene technologische Probleme auf.

Einen Ausweg bietet die Integration von kurzen Fasern. Voraussetzungen sind allerdings eine hinreichende Faser/Matrix-Haftung und eine gute Verteilung und Vereinzelung der Fasern. Untersuchungen im TITK zu technisch umsetzbaren Lösungen führten zu folgenden Ergebnissen: Homogen dispergierte Fasern erhält man über eine kombinierte Verarbeitung im Innenmischer und auf dem Walzwerk - angepasst an den jeweiligen Compound. Auffälligste Erfolge der zugesetzten Fasern sind hohe Steigerungen der Spannung und der Härte. Diese Effekte hängen von der Art, der Menge, der Feinheit und der Länge des Kurzschnitts ab.

Mit Aramid konnte die Steifheit von Silikonelastomer bis um den Faktor 10 erhöht werden – bei weitgehend konservierter Reißfestigkeit/-dehnung. Auch Fasern auf Basis Polyester und Polyamid bieten ein interessantes Potenzial. Kommerziell verfügbarer Carbonfaser-Schnitt ist ungeeignet. Im Vergleich verschiedener Silikontypen genügen bereits geringe Zusätze an Kurzschnitt, um die Steifheit einer härteren Type einzustellen. Vielfältige Untersuchungen zeigten, dass einige Haftvermittler die Faser/Matrix-Anbindung deutlich steigern.