Was ist die Weiterreißfestigkeit von Elastomeren?

Die Weiterreißfestigkeit, auch Weiterreißwiderstand genannt, ist die Kraft, die erforderlich ist, um einen vorhandenen Einschnitt in einem Elastomer-Probekörper weiterzureißen relativ zur Dicke der Probe. Sie wird in N/mm oder kN/m angegeben.

Wie wird die Weiterreißfestigkeit berechnet?

Die Weiterreißfestigkeit wird aus der beim Weiterreißen aufgewendeten Kraft und der Dicke des Probekörpers berechnet.

Die Weiterreißfestigkeit T_s (in N/mm) ergibt sich aus der Kraft F (in N), mit der der Einschnitt weiterreißt, geteilt durch die Dicke d des Probekörpers (in mm). Manche Datenblätter geben die Weiterreißfestigkeit in kN/m an, der Zahlenwert bleibt dabei derselbe.

Ein Beispiel: Reißt ein 2 mm dicker Probekörper bei 50 N weiter, liegt die Weiterreißfestigkeit bei

Anders als die Reißfestigkeit ist die Weiterreißfestigkeit keine Spannung, denn die Kraft wird nur durch die Dicke geteilt und nicht durch eine Fläche. Die Weiterreißfestigkeit lässt sich deshalb nicht in MPa umrechnen und nicht direkt mit der Reißfestigkeit vergleichen.

Wie wird die Weiterreißfestigkeit von Elastomeren geprüft?

Die Weiterreißfestigkeit von Elastomeren wird an einem Probekörper geprüft, der vor dem Versuch einen Einschnitt erhält oder eine Kerbform aufweist. Der Probekörper wird in einer Zugprüfmaschine mit konstanter Geschwindigkeit auseinandergezogen, während die Kraft aufgezeichnet wird, die den Riss weiter vorantreibt. In der ISO 34-1 werden drei Verfahren mit unterschiedlichen Probekörpern beschrieben:

Die erreichte Weiterreißfestigkeit hängt neben der Elastomermischung auch von der Form des Probekörpers, der Prüfgeschwindigkeit und der Prüftemperatur ab. Werte aus den drei Verfahren sind deshalb nicht direkt miteinander vergleichbar, weshalb die Ergebnisse auch immer eine vollständige Angabe der Norm und des Verfahrens nennen.

Welche Weiterreißfestigkeit haben Elastomere?

Polyurethan und Naturkautschuk besitzen die höchste Weiterreißfestigkeit unter den Elastomeren und Silikonkautschuk die niedrigste. Da gleiche Basispolymere in Rezepturen mit unterschiedlichen Zusätzen und Füllstoffen kombiniert werden können, kann die Weiterreißfestigkeit für ein Basispolymer sehr unterschiedlich sein, und die genannten Werte sind nur Richtwerte.

Was ist der Unterschied zwischen Weiterreißfestigkeit und Reißfestigkeit?

Die Reißfestigkeit beschreibt, wie viel Spannung ein unbeschädigter Probekörper aushält, bevor er reißt. Die Weiterreißfestigkeit beschreibt dagegen, wie viel Kraft nötig ist, damit ein bereits vorhandener Einschnitt weiterreißt. Die beiden Werte werden in zwei verschiedenen Versuchen und Probekörpern ermittelt und auch die Einheiten sind verschieden. Während die Reißfestigkeit in MPa angegeben wird, wird die Weiterreißfestigkeit in N/mm gemessen. Daher lässt sich auch nicht von der Reißfestigkeit auf die Weiterreißfestigkeit schließen. An der Rissspitze bündelt sich die gesamte Belastung auf einen sehr kleinen Bereich, sodass ein eingeschnittenes Elastomer viel früher nachgibt als ein unbeschädigtes. Bekannt ist der Effekt von Verpackungsfolien, die sich erst mit einer kleinen Kerbe am Rand leicht aufreißen lassen. Ein Elastomer mit hoher Reißfestigkeit kann deshalb eine niedrige Weiterreißfestigkeit haben.