Naturkautschuk (NR) auf Basis der Hevea brasiliensis ist ein attraktives Material mit dem wertvollsten Elastomer und einer erneuerbaren Ressource. Die Molekülkette von NR besteht aus cis-1,4-Polyisopren, das interessante physikalische Eigenschaften, ausgezeichnete Flexibilität und hohe mechanische Festigkeit aufweist. Dies ist auf die Fähigkeit zurückzuführen, unter Streckung zu kristallisieren, was zu einem typischen Einsatz in industriellen Anwendungen führt. Allerdings enthält NR konjugierte Doppelbindungen mit geringer Polarität. Daher ist die Anwendung von Naturkautschuk begrenzt, hauptsächlich wegen der Degradation und der Unverträglichkeit von Naturkautschuk mit anderen Materialien. Das heißt, NR muss mit Füllstoffen und anderen Polymeren gemischt werden. Um diese Einschränkungen zu überwinden, werden Doppelbindungen in NR-Molekülen durch polare funktionelle Gruppen ersetzt. Dies führt zu einer Verbesserung verschiedener Eigenschaften unter Beibehaltung der hervorragenden physikalischen Eigenschaften von NR. Die Modifikation führt zu einer Erweiterung des Einsatzes von NR in vielen Bereichen wie z.B. Verbundwerkstoffen und Blends. Epoxidierter Naturkautschuk (ENR) ist einer der modifizierten Naturkautschuke, der durch Reaktion von NR mit Persäure im Latexzustand entsteht. Das Vorhandensein von Epoxidgruppen in ENR-Molekülen würde die Nachteile von unmodifiziertem NR verbessern, wie z. B. erhöhte Polarität und Kompatibilität mit anderen polaren Materialien, gute Ölbeständigkeit und geringe Luftdurchlässigkeit, weshalb die Verwendung von epoxidiertem Naturkautschuk anstelle von unmodifiziertem NR bei der Herstellung von Polymerverbundwerkstoffen und Polymermischungen von Interesse ist.
In den letzten Jahren wurden Polymer-Verbundwerkstoffe und Polymer-Blends in großem Umfang in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Die Zugabe von Füllstoffen in die Polymermatrix und das Mischen von Polymeren sind etablierte Wege, um die Eigenschaften zu verbessern, die von der einzelnen Komponente nicht erreicht werden können. Es ist ein effektiver, kostengünstiger und wirtschaftlicher Ansatz, um ein neues Material mit gewünschten Eigenschaften herzustellen.
Ruß und Kieselsäure sind die am häufigsten verwendeten Füllstoffe in der Thermoplast- und Gummiindustrie, um Modul, Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, Abriebfestigkeit und dynamische mechanische Eigenschaften deutlich zu verbessern. In letzter Zeit sind Entwicklungen von Polymerkompositen mit hoher Permittivität und hoher Leitfähigkeit für elektrische Anwendungen interessant. Solche Materialien können durch die Verwendung von Keramik mit hoher Permittivität und leitfähigen Füllstoffen in der Polymermatrix hergestellt werden. Über Polymer-Verbundwerkstoffe auf Basis von Keramik wurde bisher nur selten berichtet und das Interesse ist groß. Keramik-Polymer-Verbundwerkstoff ist eine Kombination aus anorganischer piezoelektrischer Keramik und flexiblem Polymer, um einen flexiblen piezoelektrischen Verbundwerkstoff zu bilden. Dadurch entsteht ein einzigartiges Material, das eine hohe Permittivität, einen geringen dielektrischen Verlust und eine gute Flexibilität aufweist. Unter den ferroelektrischen Keramiken wurde Bariumtitanat (BaTiO3) ausgiebig als keramischer Füllstoff eingesetzt, da es eine hohe Permittivität in Verbundfilmen induzieren kann. Gleichzeitig kann die Verwendung von leitfähigen Füllstoffen wie Ruß die elektrische Leitfähigkeit verbessern, wenn die Füllstoffkonzentration die Perkolationsschwelle erreicht. Bei dieser Konzentration ist der leitfähige Cluster als dreidimensionales Netzwerk in der Polymermatrix verbunden.