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4 AUSGANGSSITUATION
2 Ausgangssituation
2.1 Elastomere
2.1.1 Aufbau und Zusammensetzung
Elastomere, auch kautschukelastische Werkstoffe oder Gummi genannt, sind polymere
Werkstoffe und gehören zu den Kunststoffen mit schwach vernetzten Kettenmolekülen. Im
Vergleich zu den ähnlich aufgebauten Duroplasten ist ihre Netzstruktur wesentlich weitmaschiger.
Die einzelnen, regellos verteilten Molekülfäden sind überwiegend durch unlösbare
chemische Vernetzungsstellen dreidimensional miteinander verbunden. Durch diesen
Aufbau sind Elastomere im Allgemeinen, mit Ausnahme der thermoplastischen Elastomere,
nicht schmelzbar. Ihre Molekülketten sind auch bei ihrer hohen Beweglichkeit nicht in
der Lage aneinander abzugleiten [Bil04, Lei04, Mic99].
Mechanisch gebundener Füllstoff
Vernetzungsstellen
Schlaufen
Chemisch gebundener
Füllstoff
Abbildung 2.1: Schematische Struktur von Elastomeren nach [SSK+98]
Anhand von Abbildung 2.1 wird der innere Aufbau von Elastomeren schematisch dargestellt.
Darin skizzieren Stommel et. al. [SSK+98] die innerhalb der grob vernetzten Molekülketten
mechanisch und chemisch gebundenen Füllstoffe, Verschlaufungen und chemischen
Vernetzungsstellen. Unter äußerer mechanischer Belastung wird die Netzstruktur
soweit deformiert, bis ausreichend viele Molekülketten so gespannt sind, dass sie die Belastungen
insgesamt aufnehmen. Unter weiter ansteigender Belastung versagt die Netzstruktur
durch Zerreißen und es kommt zu Umlagerungen und Entschlaufungen [SSK+98].
Bis zu diesem Zustand treten keine plastischen Effekte ein. Der Werkstoff ist dauerelastisch
und weist reversibles Verformungsverhalten auf [Lei04, Mic99]. Er kann weder durch
Druck noch durch Wärmeeinwirkung wesentlich bleibend verformt werden. Nach DIN 7724
[DIN93] zeigen Elastomere im Allgemeinen nur geringe Zug-Verformungsreste von unter