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Einfluss der chemischen Funktionalisierung der Glasfaseroberfläche auf die mechanischen Eigenschaften endlosfaserverstärkter Thermoplaste
Mittwoch (05.07.2017) 17:42 - 17:45 Uhr Bestandteil von:Endlosfaserverstärkungen in Faser-Kunststoff-Verbunden benötigen eine gute Anbindung an die Matrixkomponente, um die von außen auftretenden Kräfte wirksam an die Matrix ableiten zu können. Hierfür werden in der Praxis verschiedene Silane als Bestandteil einer Schlichte auf die Faseroberfläche aufgebracht, um dort als Haftvermittler passend zur jeweiligen Kunststoffmatrix zu fungieren. Naturgemäß beeinflussen diese Silane die Gleiteigenschaften der Schlichte während der Herstellung der Glasfilamente negativ, wodurch der Haftvermittleranteil in der Schlichte sehr gering gehalten werden muss und die Verarbeitungsgeschwindigkeit im textilen Herstellungsprozess entsprechend angepasst wird.
Im Tauchbadverfahren wurde untersucht, inwieweit eine Benetzung der Oberfläche textiler Flächengebilde im Anschluss an die textilen Herstellungsverfahren mit einer octylsilanhaltigen wässrigen Lösung diese konträre Zielstellung umgehen kann. Unterschiedliche Silankonzentrationen und Lösungsmittel wurden hierbei betrachtet. Die Textilien wurden nach der Trocknung direkt in einem zweistufigen Pressverfahren mit einer textilbasierten PP-Matrix zu einem Mehrschichtlaminat verarbeitet. Der erfolgreiche Aufbau einer Haftvermittlerschicht wurde durch FTIR-Spektroskopie überprüft. Mittels thermogravimetrischer Analyse (TGA) konnte die thermische Beständigkeit der Haftvermittlerschicht für den anschließenden Pressvorgang nachgewiesen werden. Um den Einfluss der entstehenden Schicht auf die Faser/Matrix-Haftung innerhalb der Verbunde zu untersuchen, wurden die Spannungen und Elastizitätsmoduln der Verbundplatten in Zugversuchen ermittelt. Impact-Versuche geben Auskunft über das Energieaufnahmevermögen der Verbundplatten und die dadurch benötigte Durchstoßenergie. Auf diese Weise konnte ein Optimum für den Haftvermittlergehalt gefunden werden. Ein Überschreiten des optimalen Haftvermittleranteils in der Lösung führte zu einem Einbruch der mechanischen Kennwerte des Verbundes.
