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Reaktionsharze - Ungesättigte Polyesterharze (UP)

Ungesättigte Polyesterharze (UP)

Auszug aus
Walter Hellerich, Guenther Harsch, Erwin Baur

Werkstoff-Führer Kunststoffe

10/2010, 609 Seiten, € 54,99
ISBN: 978-3-446-42572-9
S. 191

Ungesättigte Polyesterharze stehen als Gießharze (Reaktionsharze), Formmassen (Reaktionsharzmassen) oder in Form von Prepregs zur Verfügung. Die Vernetzung erfolgt durch Copolymerisation, dabei erfolgt keine Abspaltung von Reaktionsprodukten. Im verarbeiteten Zustand spricht man von Reaktionsharzformstoffen. Die Eigenschaften der Fertigteile hängen von der Art der Verstärkung (Matten, Gewebe, Rovings, Stapelfasern), Menge der Verstärkungsstoffe (z B. Glasgehalt), sowie den Verarbeitungsbedingungen (Handlaminieren, Faserspritzen, Press- oder Wickelverfahren usw.) ab. Je nach Herstellungsverfahren sind die Eigenschaften mehr oder weniger richtungsabhängig durch die Orientierung der Verstärkungsstoffe.

Außer den Standard-UP-Harzen gibt es eine Kombination UP-DCPD-Harzen. Bei Dicyclopentadien (DCPD) handelt es sich um eine organische Verbindung, die auf verschiedenen chemischen Wegen in die UP-Harze eingebaut wird. Die Kombinationen UP/DCPD sind in großen Breiten variabel mit speziellen Eigenschaften einstellbar. Allgemein ergeben sich gegenüber den UP-Harzen bessere Faserbenetzung, weniger Oberflächenklebrigkeit, höhere Wärmeformbeständigkeit, niedrigerer Styrolgehalt, höhere Füllgrade, weniger Abzeichnungen auf der Oberfläche und verbesserte Flammwidrigkeit. Zu den ungesättigten Polyestern rechnet man auch die Diallylphthalatharze (DAP).

Eigenschaften

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

Dichte: Harze 1,17 g/cm3 bis 1,26 g/cm3 ; glasfaserverstärkt je nach Glasgehalt 1,6 g/cm3 bis 2,2 g/cm3 .

Gefüge: Vernetzte Kunststoffe mit geringer Feuchteaufnahme, die überwiegend mit Verstärkungsstoffen wie Glasfasern (GFK, UP-GF) eingesetzt werden. UP-Harze werden mit Verstärkungsstoffen zu Laminaten verarbeitet oder als Formmassen (BMC, SMC) zu Formteilen.

Farbe: Ungefärbt ohne Füll- und Verstärkungsstoffe fast glasklar bis gelblich. In vielen Farben transparent und gedeckt einfärbbar. DAP mit hohem Oberflächenglanz.

Mechanische Eigenschaften: Unverstärkt sind vernetzte Harze je nach Aufbau mehr oder weniger steif, spröde bis zäh, mehr oder weniger schlagempfindlich. Durch Glasfaserverstärkungen wie Rovings, Matten und Gewebe erreicht man wesentliche Erhöhung von Festigkeit, E-Modul und Schlagzähigkeit. Festigkeiten liegen dann in der Größenordnung von unlegierten Stählen, bei allerdings noch wesentlich niedrigerem E-Modul. Bei Faserverstärkungen spielt der Haftvermittler zwischen Matrix (Harz) und Faser wichtige Rolle. Schrumpfung und Kriechneigung werden durch Glasfasern herabgesetzt.

Elektrische Eigenschaften: Gute elektrische Isoliereigenschaften und günstiges dielektrisches Verhalten. Sehr gute Kriechstromfestigkeit.

Optische Eigenschaften: Lichtdurchlässigkeit geringer als bei anorganischem Glas. Nichteingefärbte, glasfaserverstärkte Platten oder Bauteile ergeben diffuses, weiches Licht.

Thermische Eigenschaften: Glasfaserverstärkte UP-Harze auch bei tiefen Temperaturen einsetzbar, da keine Versprödung auftritt. Gute Wärmeformbeständigkeit auch unter Belastung. Obere Anwendungsgrenze je nach Type 100 °C bis 185 °C; bei Sonderharzen und Sondermassen kurzzeitig bis 230 °C. DAP hat hohe Formbeständigkeit bis 230 °C.

Üblicherweise nicht selbstverlöschend; selbstverlöschende Typen lieferbar.

Beständigkeit: Für Beständigkeit sind nicht nur Harzsystem, sondern auch Aufbau und Herstellung des Laminats von Einfluss. Wichtig ist immer eine geschlossene Harzschicht an der Oberfläche.

Beständig gegen (Auswahl): Wasser, wässrige Salzlösungen, verdünnte Säuren außer Schwefelsäure; teilweise verdünnte Laugen; Ester, Ether; Mineralöl, Benzin, Fette; alkoholische Getränke. Gut witterungsbeständig bei geschlossener Harzoberfläche.

Nicht beständig gegen (Auswahl): Konzentrierte Säuren und Laugen, Chlorkohlenwasserstoffe, Alkohol, organische Lösemittel; Benzol, Aceton; heißes Wasser (außer bei Spezialtypen).

Physiologisches Verhalten: Bei bestimmten Harz-Härter-Systemen physiologisch unbedenklich und für Lebensmittelzwecke zugelassen.

Spannungsrissbildung: Wegen geringer Verformungsfähigkeit unter bestimmten Voraussetzungen möglich. Bei Formmassen wegen geringer Nachschwindung wenig Neigung zu Rissbildung.

Anwendungsbeispiele

Unverstärkte Gießharze

Zum Einbetten elektrischer und elektronischer Bauelemente; zur Herstellung von Knöpfen und Modellen; zum Einbetten beliebiger Gegenstände.

Laminate

Fahrzeugindustrie: Autokarosserien, Lkw-Aufbauten, Wohnwagen, Tankaufbauten; Segel- und Motorflugzeuge; Bootskörper; Schienenfahrzeuge; Container, Paletten; Stoßfängersysteme; gewickelte Lenkradkränze.

Behälterindustrie: Transportbehälter aller Art; Getränkebehälter; Heizöltanks; Großrohre.

Bauwesen: Lichtkuppeln, Well- und Profilplatten, Gewächshausplatten, Balkonprofile, Fassadenplatten; Schwimmbäder; Dachkonstruktionen; Schalungen; Großrohre.

Möbelindustrie: Sitz- und Liegemöbel, auch für Außenanwendungen; Tische, Bänke.

Werkzeugbau: Kopierwerkzeuge, Kunststoffverarbeitungswerkzeuge.

Formmassen

Elektrotechnik, Feinwerktechnik/Mechatronic: Technische Formteile mit guten Isoliereigenschaften bei guten mechanischen und thermischen Eigenschaften wie Spulenkörper, Steckerleisten, Verteilerkästen, Kontaktleisten, Schaltergehäuse, Lampensockel; Teile für Zündanlagen im Kfz-Motorenbau; Verkleidungen, dekorative und steife Gehäuse für Haushaltgeräte; Mikrowellengeräte, Parabolspiegelantennen.

Auszug aus
Walter Hellerich, Guenther Harsch, Erwin Baur

Werkstoff-Führer Kunststoffe

10/2010, 609 Seiten, € 54,99
ISBN: 978-3-446-42572-9
S. 191
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