Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Parker Hannifin durchgeführt. Lebensdauerprognosen von elastomeren Bauteilen werden zunehmend wichtiger, da mit ihrer Hilfe einerseits den erhoehten Qualitaetsanforderungen Rechnung getragen werden kann, andererseits ein rationeller Einsatz von Ressourcen moeglich wird. Dabei koennen numerische Simulationsmodelle eine herausragende Rolle spielen, da sie in der Lage sind, die fundamentalen Relationen fuer das Alterungs- und Ermuedungsverhalten von Elastomerbauteilen abzubilden und daher eine Prognose fuer die Gebrauchsdauer dynamisch beanspruchter Hochleistungselastomere moeglich wird. Ziel des Vorhabens ist es u.a. solche Modelle zu entwickeln und sie in einschlaegigen Simulationsprogrammen verfuegbar zu machen. Der Nutzen einer numerischen Vorhersagemethode zum Langzeitverhalten besteht darin, dass das Alterungsverhalten durch geeignete Modelle nachgebildet werden kann. Damit koennen Konzepte schon im Entwurfsstadium an numerischen Modellen erprobt werden, ohne dass ein Prototyp hergestellt werden muss. Auf diese Weise koennen Entwicklungszeiten und -kosten eingespart werden (Ressourcenschonung).
Das Projekt "Teilvorhaben 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freudenberg Forschungsdienste KG durchgeführt. Effiziente Produktentwicklung fuer Elastomere benoetigt die Kenntnis der Alterungsmechanismen, die durch chemische und mechanische Pruefungen untersucht werden. Bauteile koennen dann im Labor in kurzen Pruefzeiten gezielt gealtert und ihr Langzeitverhalten untersucht werden. Die Kenntnis einer multiaxialen Schadenshypothese ist Grundvoraussetzung, um von Lebensdauerdaten an einfachen Pruefkoerpern auf reale Bauteile schliessen zu koennen. Der Konstruktionsprozess kann dann durch FEM-Simulationen auf eine hoehere Lebensdauer optimiert werden. Fuer die chemische Untersuchung des Stadiums des Alterungsprozesses wird die Chemolumineszenzanalyse eingesetzt, um den Zerfall von Alterungsschutzmitteln zu messen. Die mechanische Charakterisierung erfolgt durch Messungen von Relaxation und Weiterreissfestigkeit. Die Modellierung der Alterungsmechanismen wird in einer implementierbaren Form fuer FEM-Simulationen erfolgen. Die erhaltenen Modelle werden durch FEM-Simulationen an realen Bauteilen verifiziert. Dies fuehrt zu einer Werkstoffoptimierung und zu neuen, verbesserten Produkten auf dem Markt, die infolge der hoeheren Lebensdauer zu Ausfallreduzierung und Abfallvermeidung beitragen.
Das Projekt "Teilvorhaben 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rhein Chemie Rheinau GmbH durchgeführt. Kernziel des beantragten Teilvorhabens ist es, die Qualitaet der Dispersion der Zuschlagstoffe zu verbessern. Ausgehend von gut charakterisierten Rohstoffen sollen neue Verarbeitungswirkstoffe, neue Bindungsmaterialien und neue Praeparationsverfahren fuer die Herstellung homogener Fuellstoffdispersionen und fuer die Herstellung anwendungsgerechter Praeparationen von Funktionsadditiven entwickelt werden. Im Falle der Verarbeitungswirkstoffe werden die Funktionen Viskositaetsregelung und Dispersionswirkstoff in einem Additiv zusammengefasst. Im Falle der Funktionsadditive wird eine hohe Vertraeglichkeit der ausgewaehlten Binder zu einer moeglichst breiten Palette von Kautschuken angestrebt, um eine schnellere Dispersion und Distribution in den Mischungen zu erreichen. Zudem wird auf eine geringe Emission der umweltrelevanten Additive waehrend der Verarbeitung und der Vulkanisation geachtet. Dieses wird unterstuetzt durch die Entwicklung eines neuen Praeparationsverfahrens, welches eine kontinuierliche Fertigung von Praeparationen mit aeusserst geringen Standardabweichungen in Grobkorn, in Korngroessenverteilung und Zusammensetzung von Bindermaterialien sowie ggf. von mehreren Wirkstoffen aufweist.
Das Projekt "Teilvorhaben 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Veritas, Betriebschemie, Vorentwicklung durchgeführt. Die Aufklaerung von Verschleiss- und thermomechanischen Alterungsmechanismen elastomerer Bauteile mittels modernster Charakterisierungsmethoden soll zu einem besseren Verstaendnis des komplexen Wechselwirkungsgefueges hinsichtlich des Elastomeraufbaus aus Polymer, Fuellstoffen, Vernetzungssystem und weiteren Additiven fuehren. Dadurch sollen fundierte Vorhersageverfahren, konstruktive sowie materialwissenschaftliche Massnahmen erarbeitet und durch gezielte Entwicklung neuer Verfahren und Produkte eine erhoehte Lebensdauer von Elastomerbauteilen garantiert werden. Der Einfluss von Verarbeitungsprozessen auf die Produkteigenschaften soll eingehend untersucht und die daraus resultierenden Erkenntnisse zur Optimierung der Prozessschritte genutzt werden. Im Rahmen von Labor- und Pruefstandsversuchen soll durch interdisziplinaere Zusammenarbeit eine umfassende morphologisch-chemische Charakterisierung sowie eine grundlegende Beschreibung der Verschleissfestigkeit unter dynamischer Belastung erfolgen. Die Ergebnisse des Projektes sollen im Erfolgsfall auf die Serienfertigung uebertragen und insbesondere in die Werkstoff- und Produktentwicklung mit einfliessen.