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Grenzflächenenergetische Vorgänge und Eigen-Spannungszustände in glasfaserverstärkten Kunststoffen

Die Ausbildung der Grenzfläche zwischen anorganischer Glasfaser und organischen Reaktionsharz bestimmt im Wesentlichen neben der Faserorientierung und deren Gehalt die Eigenschaften des Werkstoffs FVK. Während die Fasern als fertiges Halbzeug vorliegen, muss das Harz diese im Ausgangszustand zunächst benetzen und dann chemisch auszuhärten, um einen festen Werkstoff zu ergeben. Dieses Aushärten ist mit Schwindungsvorgängen verbunden, die einerseits aus der chemischen Schwindung beim Polymerisieren, andererseits durch Temperaturunterschiede zwischen dem Reaktions- und Endzustand. Die Schwindung macht sich einerseits in Faserrichtung im Allgemeinen durch eine Wellenbildung, andererseits durch ein Aufschwinden auf die Faser bemerkbar. In beiden Fällen ist mit Eigenspannungen zu rechnen, die sich späteren äußeren Lastspannungen überlagern. Diese Spannungen werden polarisationsoptisch und durch Modellversuche ermittelt. Die Glasfasern selbst weisen ebenfalls Eigenspannungen auf, die durch lösende Säuren sichtbar gemacht werden können.

Das Benetzungsverhalten wird durch die Oberflächenspannungen der Glasfaser und des Reaktionsharzes bestimmt. Haftvermittler und Schlichten können entscheidenden Einfluss haben. Da es sich bei beiden Komponenten um sehr spröde Werkstoffe mit geringer plastischer Verformung handelt, kann näherungsweise aus diesen Materialgrößen auch die Adhäsionsarbeit als Kennzeichen der Haftung abgeschätzt werden.

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 Gottfried Ehrenstein

Gottfried Ehrenstein
Fakultät für Maschinenwesen
Hochschule Hannover

Informationen

Freie Schlagwörter: Oberflächenspannungen von UP- und EP-Harzen, Benetzung, Eigenspannungen, Schwindung, Glasfasern, Adhäsionsarbeit, Aushärtung, Fadenwelligkeit
Institut / Lehrstuhl: Fakultät für Maschinenwesen der Technischen Hochschule Hannover
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Alexander Matting (Betreuer), Priv.-Doz. Dr.-Ing. Heinz Haferkamp
Erscheinungsjahr: 1967
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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