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Multifunctional Property Improvements by Combining Graphene and Conventional Fillers in Chlorosulfonated Polyethylene Rubber Composites

  • The incorporation of nanoparticles like multilayer graphene (MLG) into elastomeric composites boosts their technical performance, such as their mechanical behavior and electrical conductivity. Common filler types (carbon black (CB) and aluminum trihydroxide (ATH)) generally fulfill single, specific purposes and are often used in high loadings. CB typically reinforces rubber mechanically, while ATH increases flame retardancy. Small amounts of MLG reduce these high filler contents and maintain the multifunctional characteristics of rubber composites. In chlorosulfonated polyethylene (CSM) + ATH, an intrinsically flame-retardant rubber was designed to achieve the highest standards such as maximum average of heat emission (MARHE) <90 kW m−2, 3 phrMLG was substituted for 15 phr CB and/or 3 phr ATH via an industrially applicable processing approach. Replacing either CB or ATH resulted in a property profile that was multifunctionally improved in terms of features such as mechanicalThe incorporation of nanoparticles like multilayer graphene (MLG) into elastomeric composites boosts their technical performance, such as their mechanical behavior and electrical conductivity. Common filler types (carbon black (CB) and aluminum trihydroxide (ATH)) generally fulfill single, specific purposes and are often used in high loadings. CB typically reinforces rubber mechanically, while ATH increases flame retardancy. Small amounts of MLG reduce these high filler contents and maintain the multifunctional characteristics of rubber composites. In chlorosulfonated polyethylene (CSM) + ATH, an intrinsically flame-retardant rubber was designed to achieve the highest standards such as maximum average of heat emission (MARHE) <90 kW m−2, 3 phrMLG was substituted for 15 phr CB and/or 3 phr ATH via an industrially applicable processing approach. Replacing either CB or ATH resulted in a property profile that was multifunctionally improved in terms of features such as mechanical performance, reduced sorption, and flame retardance. MLG nanocomposites are reported to show promise as an industrially utilizable route to obtain multifunctional high-performance rubbers.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Bettina Strommer, Alexander Battig, Daniele Frasca, Dietmar Schulze, Christian Huth, Martin BöhningORCiD, Bernhard SchartelORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):ACS Applied Polymer Materials
Jahr der Erstveröffentlichung:2022
Organisationseinheit der BAM:7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.1 Baustoffe
7 Bauwerkssicherheit / 7.5 Technische Eigenschaften von Polymerwerkstoffen
Verlag:ACS Publ.
Verlagsort:Washington, DC
Jahrgang/Band:4
Ausgabe/Heft:2
Erste Seite:1021
Letzte Seite:1034
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Elastomers; Flame retardancy; Multilayer graphene; Nanocomposites; Nanoparticles; Rubber; Synergy
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Infrastruktur
Infrastruktur / Fire Science
Material
Material / Nano
DOI:10.1021/acsapm.1c01469
ISSN:2637-6105
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:14.02.2022
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:14.02.2022
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