Harzsysteme
Ungesättigte Polyesterharze
Die häufigsten verwendeten Vertreter der Duroplaste sind die ungesättigten Polyesterharze und Vinylesterharze.
Aufgrund ihrer leichten Verarbeitbarkeit, des geringen Preises und der exzellenten physikalischen Eigenschaften, inbesondere mit Faserverstärkungen und den immer wieder neuen Form anpassungsmöglichkeiten, leisten die Faserverbund-Endprodukte aus diesen Duroplasten einen sehr wertvollen Beitrag in den folgenden Anwendungen:
- glasfaserverstärkte Kunststoffe;
- Bootsbau
- Fahrzeugbau
- Windkraftanlagen
- Sanitär
- Behälter- und Rohrleitungsbau
- Polyesterbeton
Epoxidharze
Diese Harze zeichnen sich durch bessere mechanisch Eigenschaften aus.
Leistungsfähige Epxoidharzsysteme haben sich inbesondere in folgenden Faserverbundtechnologien bewährt:
- Prepreg Wickeltechnik
- Filament Winding (Wickelverfahren)
- RTM
- Pultrusion
- Handauflegeverfahren
Die Epoxidharze finden u.a. in nachstehenden Einsatzgebieten Verwendung:
- Windenergie
- Transportwesen
- Sport und Freizeit
- Bauwesen
- Maschinenbau
- Formenbau
- Luft- und Raumfahrt
Als Verstärkungsmaterialien werden Glas- und Kohlenstofffasern verwendet. Diese sind in Form von Rovings, Geweben, Gelegen (auch multiaxiale) und vernähten Preforms zu finden.
Die Epoxidharzsysteme zeichen sich durch eine hohe Zähelastizität aus. Sie sind daher besonders gut für hochfeste Composite-Kontruktionen für verschiedene Temperatureinsatzbereiche geeignet.
Herstellung
Die technisch wichtigsten Epoxydharze werden durch Kondensation von Epichlorhydrin und Bisphenol A / Bisphenol F hergestellt. Die Vernetzungsprodukte aus kettenförmigen Verbindungen sind charakterisiert durch die Epoxygruppe, deren hohe Reaktivität durch die extreme Ringspannung zu erklären ist.
Charakteristik
Die Farbe von Epoxidharzen ist wasserklar bis gelb, die gebräuchlichen Härter sind farblos bis dunkelrot. EP-Harze riechen süßlich (je nach Reaktivverdünner und Anteil), die Härter aminisch nach Ammoniak. Der von einer Mischung ausgehende Geruch ist relativ gering.
Die Glastemperatur Tg
Epoxidharze befinden sich bis zur Glastemperatur in ihrem Gebrauchsbereich, bei dem ein hartelastisch-sprödes Verhalten vorliegt. In diesem Bereich sind die Makromoleküle aufgrund ihrer Vernetzung fixiert und verfestigt. Nach Überschreiten der Glastemperatur befindet sich der Werkstoff im Haupterweichungsbereich und ist weichelastisch. Die Makromoleküle können unter Spannung einen Platzwechsel vollziehen, gleiten jedoch aufgrund ihrer dreidimensionalen Vernetzung nicht voneinander ab. Dieser weichelastische Bereich wird vom Zersetzungsbereich überlagert.