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Struktur und Eigenschaften neuer, flammgeschützter Prepreg-Matrixsysteme für Anwendungen in der Kabine von Verkehrsflugzeugen

In der Kabine von Verkehrsflugzeugen eingesetzte Sandwichstrukturen bestehen aus einem Kern mit Wabenstruktur, welcher auf beiden Seiten mit Prepreg-Decklagen versehen ist. Als Matrixharze für diese Prepregs werden derzeit aufgrund der geringen Materialkosten und der inhärenten Flammwidrigkeit nahezu ausschließlich Phenolharze eingesetzt. Diese Harzsysteme bedingen aber aufgrund der Freisetzung leicht flüchtiger Anteile während der Härtung und des damit einhergehenden, hohen Volumenschrumpfs schlechte Bauteiloberflächen und somit hohe Kosten für Nacharbeit. Daraus leitet sich der Bedarf an neuen, nicht in einer Kondensationsreaktion härtenden Matrixharzen für Anwendungen in der Flugzeugkabine ab.

Ziel der Arbeit ist es daher, die notwendigen wissenschaftlichen Grundlagen für die Entwicklung neuartiger Prepreg-Matrixsysteme auf Epoxidharz-Basis für die skizzierte Anwendung zu schaffen. Als Kernanforderungen an diese Harzformulierungen sind die Härtbarkeit ohne Abspaltung von Kondensationsprodukten bei Temperaturen unter 160 °C in maximal 60 Minuten sowie die Erfüllung der geltenden Brandschutzanforderungen für Bauteile in der Kabine von Verkehrsflugzeugen zu nennen. Diese Arbeit konzentriert sich folglich auf das Härtungskonzept und auf geeignete Ansätze zur Realisierung eines halogenfreien Flammschutzes für die Prepreg-Matrixharze.

Basierend auf den in der Arbeit diskutieren Harzformulierungen werden schließlich Prepregs hergestellt und Faserverbund-Sandwichstrukturen aufgebaut. Dabei wird die Verarbeitbarkeit der Harzsysteme in den relevanten Prozessen nachgewiesen. Brandprüfungen an den aufgebauten Sandwich-Probekörpern zeigen, dass auf Basis der in dieser Arbeit diskutierten Formulierungen die Brandanforderungen für den Einsatz im Innenraum von Verkehrsflugzeugen erfüllt werden können.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Thomas Neumeyer

Thomas Neumeyer
Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe
Universität Bayreuth

Informationen

Freie Schlagwörter: Faserverbundwerkstoffe, Epoxidharze, Prepreg, Flammschutz, mechanische Eigenschaften, Härtungskinetik, Luftfahrt
Institut / Lehrstuhl: Fakutät für Ingenieurwissenschaften der Universität Bayreuth
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Volker Altstädt (Betreuer), Prof. Dr. rer. nat. Manfred Döring
Erscheinungsjahr: 2015
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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