Viscoelasticity of filled elastomers - determination of surface-immobilized components and their role in the reinforcement of SBR-Silica nanocomposites

Abstract

Die mechanischen Eigenschaften von Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)-Nanokompositen gefüllt mit unterschiedlichen Mengen an Silica-Nanopartikeln wurden durch dynamisch-mechanische Analyse und Festkörper-NMR untersucht. Ziel ist es, die mechanischen Mechanismen auf der Nanoskala, die die viskoelastischen Eigenschaften von Silica-gefüllten Elastomeren bestimmen, zu verstehen. Die Ergebnisse wurden in Hinblick auf Füllstoff-Netzwerk-Effekte und das Vorhandensein von immobilisierten Polymeranteilen in der Nähe der Füllstoff Oberflächen diskutiert. Zentrale Schlußfolgerung ist, dass der zusätzliche Füllstoff-Netzwerk-Beitrag zur Gesamtverstärkung (G'p) von SBR Nanokompositen bei verschiedenen Temperaturen und Frequenzen viskoelastische Eigenschaften aufweist, die auf den Einfluss der begrenzten, immobilisierten Polymerfraktion zurück zu führen ist.

Mechanical properties of styrene butadiene rubber (SBR) nanocomposites filled with different amounts of silica nanoparticles are investigated by dynamic shear measurements and solid state NMR. The aim is to understand the mechanical mechanisms on the nanoscale affecting the viscoelastic properties of silica-filled elastomers. The results are discussed in the framework of filler network effects and an immobilized polymer located close to filler surfaces.Hence it is conclude that the additive filler network contribution to the overall reinforcement (G‘p) of SBR nanocomposites at different temperatures and frequencies exhibits viscoelastic properties, as arising from the confined, immobilized polymer fraction.