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Reaktionsharze - Epoxidharze (EP)

Epoxidharze (EP)

Auszug aus
Walter Hellerich, Guenther Harsch, Erwin Baur

Werkstoff-Führer Kunststoffe

10/2010, 609 Seiten, € 54,99
ISBN: 978-3-446-42572-9
S. 197

Epoxidharze werden als Gießharze (Reaktionsharze), Formmassen (Reaktionsharzmassen) oder als Prepregs verarbeitet. Die Vernetzung erfolgt durch Polyaddition, daher keine Abspaltung von Reaktionsprodukten. Epoxidharz- Formstoffe zeichnen sich aus durch gute elektrische Isoliereigenschaften, sehr hohe Haftfestigkeit und niedrige Schwindung. Die Eigenschaften können durch den Verstärkungsstoff (Glas-, Kohlenstoff- und Aramidfasern) und durch den Mengenanteil der Verstärkungsstoffe stark beeinflusst werden. Die Eigenschaften sind infolge Orientierung der Verstärkungsstoffe vielfach richtungsabhängig.

Epoxidharze sind meist Umsetzungsprodukte von mehrfunktionellen Hydroxylverbindungen, z. B. Bisphenol A mit Epichlorhydrin. Die Vernetzung erfolgt über Epoxidgruppen mit Polycarbonsäureanhydriden oder Polyaminen.

Eigenschaften

Die hier aufgeführten Eigenschaften beziehen sich auf den fertig verarbeiteten Zustand nach der Formgebung durch Aushärtung. Die Eigenschaften sind sehr stark abhängig vom Aufbau des Epoxidharzes, vom Vernetzungsgrad, von Art und Menge des Verstärkungsstoffs und vom Verarbeitungsverfahren.

Dichte: Harze 1,17 g/cm3 bis 1,25 g/cm3 ; gefüllt je nach Füllstoffgehalt l,7 g/cm3 bis 2,1 g/cm3 .

Gefüge: Durch Polyaddition vernetzte Duroplaste mit geringerer Feuchteaufnahme als UP. Meist verstärkt durch mineralische Füllstoffe, sowie Glas-, Kohlenstoff und Aramidfasern.

Farbe: Ungefärbt ohne Füllstoffe klar; meist aber nicht lichtecht, daher nur wenige Einfärbungen möglich; vielfach nicht hellfarbig.

Mechanische Eigenschaften: Eigenschaften der vernetzten, unverstärkten Harze abhängig vom Aufbau: Hohe Festigkeit, mehr oder weniger steif, zäh bis sehr zäh; auch elastisch einstellbar; wenig schlagempfindlich; gute Härte und Abriebfestigkeit; sehr hohe Haftfestigkeit; hohe Maßgenauigkeit. Durch Faserverstärkungen, z. B. Rovings, Matten und Gewebe wesentliche Erhöhung von Festigkeit, bis zur Festigkeit von Stählen; wesentliche Erhöhung der Steifigkeit (E-Modul) durch Kohlenstoff-Fasern. Für Textilglasfasern kein Haftvermittler notwendig, jedoch für Kohlenstoff-Fasern.

Elektrische Eigenschaften: Sehr gute elektrische Isoliereigenschaften in weitem Temperaturbereich. Gute Kriechstromfestigkeit; auch für Freiluftisolationen geeignet.

Thermische Eigenschaften: Gute Wärmeformbeständigkeit. Maximale Dauergebrauchstemperatur für kaltgehärtete Formteile bis +80 °C, für heißgehärtete Formteile +170 °C bis 200 °C, für Spezialsorten bis 250 °C.

EP schwer entzündbar, brennt weiter; Spezialtypen selbstverlöschend.

Beständigkeit: Für die chemische Beständigkeit sind neben dem Harzsystem der Härtertyp, sowie der Aufbau des Werkstoffs und die Füllstoffe maßgebend. Wichtig ist eine geschlossene Harzschicht an der Oberfläche.
Beständig gegen (Auswahl): Verdünnte Säuren und Laugen; Chlorkohlenwasserstoffe; Toluol; Alkohol; Benzin, Benzol, Mineralöle, Fette. Bei cycloaliphatischen Harzen gute Witterungs- und UV-Beständigkeit. Bedingt beständig gegen heißes Wasser. Formmassen beständig gegen: Kochwasser, starke Laugen, Alkohol, Ester, Ether, Toluol, Benzin, Benzol, Mineralöl, Fette.

Nicht beständig gegen (Auswahl): Konzentrierte Säuren und Laugen, Ammoniak; Ester, Ketone, Aceton. Formmassen nicht beständig gegen konzentrierte Laugen.

Physiologisches Verhalten: Im vernetzten Zustand weitgehend unbedenklich. Durch Einwirken von EP-Gießharzen und Härter (vor allem Amine) auf die Haut können Entzündungen und Ausschläge verursacht werden. Deshalb Hautkontakt vermeiden und Handschuhe und Schutzbrille bei der Verarbeitung tragen.

Spannungsrissbildung: Nur geringe Neigung zur Rissbildung, insbesondere bei zäh eingestellten EP-Formstoffen.

Anwendungsbeispiele

Gießharze

Elektrotechnik: Herstellen von Bauteilen für Elektromotoren; Hochspannungsdurchführungen, Isolatoren, Kondensatoren, gefüllte und ungefüllte Formteile nach dem Gieß- und Reaktionsspritzgießverfahren.

Bauwesen: Lacke für Oberflächenschutz und Beschichtungen; Verklebung von Betonbauelementen; hochfeste, chemikalienbeständige Beläge.

Klebstoffe für Metalle und Kunststoffe z. B. auch in der Luft- und Raumfahrt.

Werkzeugbau: Kontrolllehren, Kopiermodelle, Tiefziehwerkzeuge für Warmumformen; Führungen für Stanzwerkzeuge; Gießereimodelle; Schäumwerkzeuge.

Laminate

Luftfahrt- und Fahrzeugindustrie: Verkleidungen und Bauelemente von Flugzeugen; Rotorblätter für Hubschrauber; hochfeste Decklagen bei Sandwichkonstruktionen; Bootskörper; Leitwerke für Verkehrsflugzeuge; gewickelte Kardan- und Gelenkwellen.

Elektroindustrie: Basismaterial für gedruckte Schaltungen, Leiterplatten; Glashartgewebe mit hoher Festigkeit.

Chemische Industrie: Hochfeste Rohrleitungen, Behälter.

Sonstiges: Skier, Hockeyschläger, Tennisschläger, Angelruten, Hochsprungstäbe.

Formmassen

Elektrotechnik: Ummanteln von empfindlichen elektrotechnischen und elektronischen Bauteilen wie Kondensatoren, Kollektoren, Widerständen, Anker. Kontaktträger; Sockel, Steckverbinder. Teile für Autoelektrik, Zündanlagen; Kommutatoren.

Feinwerktechnik/Mechatronic: Technische Präzisionsteile, insbesondere mit Metalleinlagen. Keramikaustausch.

Chemische Industrie: Pumpen für aggressive Medien.

Sonstiges: Hochleistungssportgeräte.

Auszug aus
Walter Hellerich, Guenther Harsch, Erwin Baur

Werkstoff-Führer Kunststoffe

10/2010, 609 Seiten, € 54,99
ISBN: 978-3-446-42572-9
S. 197
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