Adhäsions- und Reibungsminderung von Elastomeren mithilfe von plasmapolymeren Beschichtungen

Abstract

In der vorliegenden Arbeit geht es um die Aufklärung von Effekten der Elastomerreibung. Dabei ist das Ziel der Untersuchungen, zu ergründen, wodurch die Reibungsreduktion durch die plasmapolymere Beschichtung zustande kommt. Hierzu werden zunächst die verwendeten Elastomere und plasmapolymeren Beschichtungen charakterisiert. Bei den Elastomeren handelt es sich um EPDM Materialien mit einer Variation des Rußgehalts. Es wurden Versuche durchgeführt, welche die Adhäsions- und Hysteresekomponente der Elastomerreibung ins Auge fassen, um die Wirkung der plasmapolymeren Beschichtung auf diese zu ergründen. Die gewonnenen Erkenntnisse dieser Versuche werden abschließend auf die Ergebnisse unterschiedlicher Reibtests übertragen. Damit möglichst wenig bis kein Verschleiß entsteht, erfolgten die Reibtests bei niedrigen Geschwindigkeiten. Unter diesen Voraussetzungen wurde ein wesentlicher Mechanismus der Reibungsreduktion durch die plasmapolymere Beschichtung identifiziert. Es stellte sich heraus, dass, zumindest für die durchgeführten Tests, die reale Kontaktfläche den größten Einfluss auf die Reibung von Elastomeren hat. Durch die plasmapolymere Beschichtung wird diese reale Kontaktfläche stark reduziert, was sich in reduzierten Reibwerten widerspiegelt. Sowohl für die unbeschichteten als auch für die plasmapolymer beschichteten Oberflächen, zeigt sich die reale Kontaktfläche als stark abhängig von der Substrat- bzw. Schichthärte und der Oberflächenrauheit.