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Glasfaserverstärkter Kunststoff

Glasfaserverstärkter Kunststoff

Glasfaserverstärkter Kunststoff, kurz GFK, ist ein Faser-Kunststoff-Verbund aus einem Kunststoff (z. B. Polyesterharz, Epoxidharz oder Polyamid) und Glasfasern. GFK ist auch unter der Bezeichnung Fiberglas bekannt. Fiber kommt hier aus dem Englischen (fibre, amerikanisch: fiber) und bedeutet Faser. Er ist der am häufigsten eingesetzte langfaserverstärkte Kunststoff.

Eigenschaften und Anwendungsgebiete

Glasfaserverstärkter Kunststoffe sind, inbesondere im Kombination mit thermoplastischen Matrixsystemen ein kostengünstiger Faser-Kunststoff-Verbund. In mechanisch hochwertigen Anwendungen findet sich der glasfaserverstärkte Kunststoff ausschließlich in der Form von Endlosfasern in Geweben und UD-Bändern. Verglichen mit Faser-Kunststoff-Verbunden aus anderen Vertärkungsfasern hat der glasfaserverstärkte Kunststoff einen relativ niedrigen Elastizitätsmodul. Selbst in Faserrichtung liegt er unter dem von Aluminium. Bei hohen Steifigkeitsanforderungen ist glasfaserverstärkter Kunststoff daher nicht geeignet. Ein großer Vorteil der Glasfaser, im Verbund mit einer Kunststoffmatrix, liegt jedoch in der hohen Bruchdehnung. Dieser Vorteil kann der Glasfaserverbund besonders in Blattfedern und ähnlichen Bauteilen zur Wirkung bringen. Bei Einsatz einer geeigneten Matrix zeigt der glasfaserverstärkte Kunststoff ein ausgezeichnetes Korrosionverhalten, auch in agressiver Umgebung. Dies macht den glasfaserverstärkten Kunststoff zu einem geeigneten Werkstoff für Behälter im Anlagenbau oder auch für Bootsrümpfe. Die, verglichen mit kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, hohe Dichte kann bei diesen Anwendung ohne Einschränkungen akzeptiert werden. Die gute elektrische Isolationswirkung, bei geeignetem Matrixsystem, macht den glasfaservertärkten Kunststoff zu einem geeigneten Werkstoff der Elektrotechnik. Besonders Isolatoren, die hohe Lasten übertragen müssen, werden aus glasfaservertärktem Kunststoff gefertigt.

Typische Bauteile

kurz- und langfaserverstärkte Bauteile

Kurzfaserverstärkte Bauteile finden vor allem Verwendung als Verkleidungen, oder werden wegen der guten Formbarkeit und großen Gestaltungsfreiheit hergestellt. Kurzfaserverstärkte Bauteile weisen meist ein quasiisotropes Verhalten auf, da die Kurzfasern zufällig verteilt vorliegen. Eine schwach ausgeprägte Orthotropie kann beim Spritzguss von kurzfaserverstärkten Thermoplasten entstehen. Die Fasern orientieren sich dabei entlang der Fließlinien. Die Beimischung von Kurzglasfasern zu Thermoplasten verbessert deren Steifigkeit, Festigkeit und insbesondere deren Verhalten bei hohen Temperaturen. Das Kriechen kurzfaserverstärkter Thermoplaste ist geringer als die des Grundmaterials.

Endlosfaserverstärkte Bauteile

Endlosfaserverstärkte Bauteile werden mit definierten Materialeigenschaften hergestellt. Immer häufiger finden sie Verwendung im Leichtbau.
- GFK aus Geweben oder Gelegen
- GFK aus Rovings oder unidirektionalen Geweben/Gelegen (hergestellt im Strangziehverfahren)
- Mischformen aus den oben genannten Arten

Typische Anwendungsbeispiele

Spoiler für Autos, Front-, Heckklappen, Kotflügel und Dachmodule für PKW, Cabrio-Hardtops, Ölwannen für Nutzfahrzeuge, Windabweiser für Nutzfahrzeug-Zugmaschinen (Dach- und Seitenspoiler), Nutzfahrzeug-Stoßfänger, -Einstiege, -Kotflügel, -Seitenverkleidungen, -Frontklappen, etc., Zugverkleidungen, Kühlwaggons, Rotorblätter für Hubschrauber und Windenergieanlagen, Sportboote, Caravans, Segelflugzeuge, Zeltgestänge bis hin zu Fußgängerbrücken, Leuchttürme oder Rohrleitungssystemen und Behältern im Kraftwerksbau und der chemischen Industrie sowie Werbe- bzw Dekorationsfiguren

Siehe auch


- Faserverbundwerkstoff
- Faser-Kunststoff-Verbund Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) Kategorie:Verbundwerkstoff

Faser-Kunststoff-Verbund

Ein Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) (auch: faserverstärkter Kunststoff) ist ein Werkstoff, bestehend aus Verstärkungsfasern und einer polymeren Kunststoffmatrix. Die Matrix umgiebt die Fasern, die durch Adhasivkräfte an die Matrix angebunden sind. Durch die Verwendung von Faserwerkstoffen, haben Faser-Kunststoff-Verbunde ein richtungsabhängiges Elastizitätsgesetz. Ohne Matrixwerkstoff sind die hohen spezifischen Festigkeiten und Steifigkeiten der Verstärkungsfaser nicht nutzbar. Erst durch die geeignete Kombination von Faser- und Matrixwerkstoff entsteht ein neuer Konstruktionswerkstoff. Faser-Kunststoff-Verbunde weisen in der Regel hohe spezifische Steifigkeiten und Festigkeiten auf. Dies macht sie zu geeignete Werkstoffen in Leichtbauanwendungen. Aus Faser-Kunststoff-Verbunden werden überwiegend flächige Strukturen hergestellt. Die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Faser-Kunststoff-Verbunden können über eine Vielzahl von Parametern eingestellt werden. Neben der Faser-Matrix-Kombination können z.B. der Faserwinkel, der Faservolumenanteil, die Schichtreihenfolge usw. variiert werden. Faser-Kunstsoff-Verbunde gehören zu der Klasse der faserverstärkten Werkstoffe (Faserverbunde).

Funktionsprinzip

Faservolumenanteil Ein Faserkunststoffverbund kann als Konstruktion aufgefasst werden. Seine Elemente müssen so kombiniert werden, daß sich die gewünschten Eigenschaften einstellen. Durch das Zusammenspiel der spezifischen Eigenschaften von Faserwerkstoff und Matrixwerkstoff entsteht ein neuer Werkstoff.

Aufgabenteilung

Die Fasern leiten die Kräfte. Durch ihre, im Vergleich zur Matrix, hohen Steifigkeit ziehen sie die Lasten auf sich. Da die Faser eine höhere Festigkeit als die Matrix hat, sollten die Lasten entlang der Fasern geleitet werden. Quer zur Faser haben Matrix und Faser oft ähnliche Elastizitätsmoduln. Zusätzlich müssen die Kräfte durch Adhasivkräfte über die Faser-Matrix-Grenzfläche geleitet werden. Daher findet quer zur Faser in der Regel keine Verstärkungswirkung statt. Grund hierfür ist auch die Dehnungsvergrößerung. Die Matrix bettet die Fasern. Betten meint dabei, daß sie die Fasern räumlich fixiert und die Lasteinleitung und Lastausleitung ermöglicht. Zusätzlich stützt die Matrix die Fasern, z.B. gegen Ausknicken bei faserparallelem Druck. Die Lastübertragung erfolgt über die Adhäsion zwischen Faser und Matrix. Sie kann über Normal- oder Schubkräfte erfolgen. Verbunde, bei denen keine Faser-Matrix-Haftung besteht, sind nur in Sonderfällen belastbar.
Die Matrix hat zudem die Aufgabe, die Fasern gegen Umgebungseinflüsse zu schützen.

Wirksamkeitskriterien

Dehnungsvergrößerung Nicht jede Faser-Matrix-Kombination ergibt einen sinnvollen Konstruktionswerkstoff. Drei Kriterien müssen erfüllt sein, damit sich Steifigkeit und Festigkeit in Faserrichtung im Verbund erhöhen. #Der Elastizitätsmodul in Faserlängsrichtung muss höher sein als der der Faser.
E_ > E_ #Die Bruchdehnung der Matrix muss höher sein als die der Faser.
\epsilon_ > \epsilon_ #Die Zugfestigkeit in der Faser in Faserlängsrichtung muss größer sein die der Matrix.
R_ > R_

Wirksamkeit der Faserform

Dehnungsvergrößerung Die Faser ist dem kompakten Werkstoff überlegen. Dies betrifft sowohl die Festigkeit als auch die Elastizitätsmoduln. Die folgenden Effekte machen die Faser der kompakten Form überlegen: Größeneffekt: In einer Faser ist die maximale Größe einer Fehlstelle begrenzt. Es treten also keine großen Fehler auf. Durch die statistische Verteilung der Fehler wächst die fehlerfreie Länge einer Faser stark an. Diese Effekte erhöhen nur Festigkeit der Faser, nicht deren Steifigkeit. Orientierung: Bei der Herstellung von Fasern orientieren sich die Kristall- oder Molekülebenen. Geeignete Verfahren sind Spinnen und Verstrecken. Bildlich gesprochen wird aus einem nachgiebigen Wollknäuel ein Strang steifer Wollfäden. Bei Naturfasern wie Haaren, Wolle, Hanf, Sisal usw. entsteht die Orientierung während des Wachstums. Werkstoffe mit langkettigen Molekülen eigenen sich besonders, um eine hohe Orientierung zu erzeugen. Einige Fasern, wie die Glasfaser weisen keine Orientierung auf. In der Regel geht mit der wachsenden Orientierung eine Anisotropie der Faser einher. Die Orientierung erhöht hauptsächlich die Steifigkeit.

Mechanische Betrachtungsebenen

Faserkunststoffverbunde werden auf unterschiedlichen mechanischen Ebenen betrachtet. Die Betrachtungsebene hängt davon ab, ob globale Größen des Verbunds oder die der einzelnen Verstärkungsfaser von Interesse sind.

Mikromechanik

Die Mikromechanik betrachtet die einzelne, in der Matrix gebette Faser. Es liegt ein zweiphasiges Gemisch vor. Mit Hilfe der Mikromechanik können die Spannungen und Dehnungen in Faser und Matrix berechnet werden. Die Mikromechanik ermöglicht die Berechnung der Elastizitätseigenschaften der Faserkunststoffverbunds aus den Eigenschaften von Faser und Matrix (siehe: klassische Laminattheorie).

Makromechanik

In der Makromechanik der Faserkunststoffverbunde wird der Verbund als homogen angesehen. Das heißt seine Eigenschaften sind vom Ort unabhängig. Seine Eigenschaften sind jedoch weiterhin richtungsabhängig. Mit Hilfe der Makromechnaik erhält man globale Spannungs- und Dehnungsgrößen. Sie können als mittlere Größen über der Faser und Matrix aufgefasst werden.
Die Makromechanik wird zur Beschreibung des Verhaltens von Bauteilen verwendet.

Verstärkungsfasern

Anorganische Verstärkungsfasern

Anorganische Fasern haben eine amorphe Struktur. Ihre Vorteile sind die hohe Temperaturfestigkeit und der meist niedrige Preis. Gerade die Rohstoffe für die Glas- und Basaltfaser sind fast uneingeschränkt verfügbar.
- Basaltfasern
- Glasfasern

Metallische Verstärkungsfasern


- Stahl-Fasern

Organische Verstärkungsfasern

Organische Fasern haben einen hohen Orientierungsgrad. Ihr Modul längs und quer zur Faser unterscheidet sich deutlich. Durch hohe Temperaturen zersetzen sich organische Fasern bzw. schmelzen. Diese Temperaturgrenze kann jedoch sehr unterschiedlich sein.
- Aramidfasern
- Borfasern
- Kohlenstofffasern
- Nylon-Fasern
- PE-Fasern
- ...

Naturfasern

Nachwachsende Verstärkungsfasern haben, bezogen auf andere Verstärkungsfasern, überwiegend eine niedrige Dichte. Da ihre mechanischen Eigenschaften gering sind, werden sie nicht in Strukturbauteilen verwendet. Ihr Hauptanwendungsgebiet haben sie, in Kombination mit thermoplastischen Matrixwerkstoffen, in Verkleidungsbauteilen. Als Kurzschnitt werden sie als billiges Streckmittel eingesetzt.
- Flachs-Fasern
- Hanf-Faser
- Sisal-Fasern
- ...

Bennenung von Vertärkungsfaserbündeln

In Anlehung an die Bezeichnung von Garnen werden Bündel aus Vertärkungsfasern, sogenannten Rovings, mit der Garnfeinheit tex benannt. Um so größer die Tex-Zahl ist, desto höher ist das Längengewicht der Fasern. Besonders bei Kohlenstofffasern hat sich die Bezeichnung nach der Anzahl der Einzelfilamenten durchgesetzt. Ein 12k Roving besteht dementsprechend aus 12000 Einzelfilamenten. Über die Dichte der Faser lässt sich die Tex-Zahl in die Anzahl der Filamente überführen.

Einteilung nach der Faserlänge

Kurzfasern L=0,1 bis 1mm

Kurzfasern werden in der Spritzgusstechnik eingesetzt und können direkt mit einem Extruder verarbeitet werden. Es existieren thermoplastische Granulate die bereits mit einem bestimmten Faservolumenanteil bzw. Fasermassenanteil mit Kurzfasern versehen wurden.

Langfasern L=1 bis 50mm

Langfasern können ebenfalls noch in Extrudern verarbeitet werden. Sie finden im großen Umfang beim der Faserspritzen Anwendung. Langfasern werden häufig Duroplasten als Füllstoff zugemischt.

Endlosfasern L>50mm

Endlosfasern werden als Rovings oder Gewebe in faserverstärkten Kunststoffen eingesetzt. Bauteile mit Endlosfasern erzielen die höchsten Steifigkeits- und Festigkeitswerte.

Faserhalbzeuge

Da die einzelnen Faserfilamente schwer zu handhaben sind, fasst man die trockenen Fasern zu Halbzeugen zusammen. Die Herstellverfahren entstammt in weiten Teilen der Textiltechnik wie z.B. das Weben, Flechten oder Sticken.
- Gewebe
:Gewebe entstehen durch das Verweben von Endlosfasern, z.B. von Rovings. Das Verweben von Fasern geht zwangsläufig mit einer Ondulation der Fasern einher. Die Ondulation bewirkt insbesondere eine Absenkung der faserparallelen Druckfestigkeit. Daher werden für mechanisch hochwertige Faser-Kunststoff-Verbunde Gelege verwendet.
- Gelege
:In einem Gelege liegen die Fasern ideal parallel und gestreckt. Es finden außschließlich Endlosfasern Verwendung. Gelege werden durch eine Papier- oder Fadenheftung zusammen gehalten.
- Multiaxialgelege
:Werden die Fasern nicht ausschließlich in der Ebenhe orientiert, so spricht man von Multiaxialgelegen. Meist werden die zusätzlichen Fasern senkrecht zur Laminatebene orientiert, um das Delaminations- und Impactverhalten zu verbessern.
- Gesticke
:Möchte man einzelne Rovings in der Ebene nicht nur gestreckt aufbringen, sondern auf beliebeigen Bahnen, so verwendet man Gesticke. Die Rovings werden dabei auf ein Trägermaterial (z.B. ein Vlies) gestickt und so fixiert. Gesticke werden häufig im Bereich von Lasteinleitungen verwendet, da hier oft eine komplexe Faserorientierung gewünscht ist. Gesticke werden als Vorformlinge für das RTM-Verfahren verwendet.
- Geflechte
:Im Flechtverfahren werden aus Rovings hauptsächlich Schläuche geflochten, die der Herstellung von Rohren, Behältern oder allgemein hohlen Bauteilen dienen.
- Matten
:Sollen Bauteile mit quasiisotropen Eingenschaften hergestellt werden bieten sich Fasermatten an. Die Matten bestehen meist aus Kurz- und Langfasern, die locker über ein Bindemittel miteinander verbunden werden. Durch den Einsatz von Kurz- und Langfasern sind die mechanischen Eingenschaften von Bauteilen aus Matten denen von Geweben unterlegen.
- Vliese
:Vliese werden durch das Vernadeln von Langfasern hergestellt. Sie dienen, als dünne Schicht aufgebracht, dem Oberflächenschutz oder der Verbesserung der Oberflächenwelligkeit. Die mechanischen Eigenschaften sind quasiisotrop und denen von Geweben unterlegen.
- Feinschnitt
:Feinschnitte finden hauptsächlich als Füllstoff Verwendung. Sie können die mechanischen Eigenschaften von Reinharzbereichen erhöhen und gegebenfalls die Dichte herabsenken.
- Abstandsgewebe
:Abstandsgewebe dienen zur Herstellung von Sandwichstrukturen.

Faserschlichten

Bei der Verarbeitung von Fasern, z.B. dem Weben, wird auf die Fasern ein Schutzüberzug, die Schlichte aufgetragen. Dies ist besonders bei kerbempflindlichen Fasern wie der Glasfaser notwendig. Eine solche Schlichte nennt man Webschlichte. Sie wird in der Regel nach dem Weben wieder entfernt. Die Schlichte kann auch als Haftvermittler zwischen Faser und Matrix dienen. Dazu muss jedoch die Schlichte auf das entsprechende Matrixsystem abgestimmt sein. Fasern mit einer Expoidschlichte (Silanschlichte) sind nur eingeschränkt in Thermoplasten einsetzbar. Eine haftvermittelnder Auftrag kann die Faser-Matrix-Haftung erheblich steigern.

Umwelteinflüsse

Die Beurteilung von Umwelteinflüssen auf Faser-Kunststoff-Verbunde erfolgt differenziert. Da der Werkstoff auf mikromechanischer Ebene nicht homogen ist, wirken sich die Umwelteinflüsse unterschiedlich auf den Faser- und Matrixwerkstoff aus. Neben der Auswirkung auf die Einzelkomponeneten müssen immer auch die resultierenden Folgen für den Verbund berücksichtigt werden.

Einfluss von Feuchte

Der Einfluss von Feuchte betrifft in erster Linie den Matrixwerkstoff, da die Überzahl der Faserwerkstoffe kein Feuchte aufnimmt. Eine Außnahme machen Aramid- und Naturfasern. Die polymeren Matrixwerkstoffe nehmen Feuchte auf, dies betrifft sowohl die Thermo- als auch die Duroplaste. Die Feuchteaufnahme erfolgt durch Diffusion und ist damit in einem hohen Maß von der Zeit und dem Konzentrationsgefälle abhängig. Dies macht eine rechnerische Erfassung schwierig.
Die folgende Phänomene treten bei Feuchteaufnahme auf:
- Gewichtszuwachs
- Sinken der Glasübergangstemperatur
- Sinken des Elastizitätsmoduls des Matrixwerkstoffs
- Entstehen von Quelleigenspannungen
- Sinken der Faser-Matrix-Haftung
- Sinken der Festigkeit des Matrixwerkstoffs
- Steigen der Werkstoffdämpfung
- Steigen der Bruchdehnung des Matrixwerkstoffs
- Osmoseschäden (bei entsprechenden Konzentrationgefällen im Laminat) Gewichtszuwachs. Besonders bei Flugzeugen ist der Gewichtszuwachs der Struktur durch Feuchte nicht zu vernachlässigen. Um so mehr Faser-Kunststoff-Verbunde in einem Flugzeug verbaut werden, desto mehr Wasser nimmt es auf. Die meisten Faser-Kunststoff-Verbunde sind nach ihrer Fertigung ideal trocken. Erst nach einer Konditionierung bzw. Lagerzeit in feuchter Atmosphäre erreichen sie, durch die Feuchtigkeitsaufnahme, ihr endgültiges Gewicht. Glasübergangstemperatur. Die Glasübergangstemperatur sinkt erheblich mit ansteigendem Feuchtegehalt des Verbunds. Dies kann dazu führen, daß die Glasübergangstemperatur eines Faser-Kunststoff-Verbunds unter die Betriebstemperatur sinkt. Dadurch erweicht die Matrix und das Bauteil versagt. Dieser Effekt ist besonders bei einem heiß-feuchten (hot-wet) Klima relevant. Bei der Wahl der Temperatureinsatzgrenzen des Faser-Kunststoff-Verbunds muss daher immer die zu erwartende Feuchte berücksichtigt werden. Eine konservative Absicherung kann durch den Kochtest (boiltest) erfolgen. Bei diesem Test wird das Bauteil merere Stunden in kochendem Wasser gelagert und anschließend im heiß-feuchtem Zustand getestet.

Einfluss von Temperatur

Der Einfluss von Temperatur betrifft in erster Linie den Matrixwerkstoff. Der Faserwerkstoff ist ebefalls durch Temperaturen beeinflusst, jedoch sind die Auswirkungen im Vergleich zur Matrix oft gering. Daher dominiert der Matrixwerkstoff das Temperaturverhalten. Daher treten die unter beschriebenen Effekte nicht bei jeder Faser-Matrix-Kombination auf.

mechanische Auswirkungen

Temperaturdifferenzen haben mirkomechanische Spannungen zur Folge, wenn Faser- und Matrixwerkstoff unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Diese Spannungen treten zwischen Faser und Matrix auf und sind als negativ zu beurteilen, da sie die Faser-Matrix-Grenzfläche beanspruchen. Dies kann zu vorzeitigen Versagen des Verbunds führen. Makromechanisch führen Temperaturdifferenzen bei geschichteten Faser-Kunststoff-Verbunden zu Spannungen zwischen den Schichten des Verbunds. Dabei sind die Spannungen um so höher, je größer die Winkeldifferenz der Faserwinkel im Verbund ist. Grund ist die unterschiedliche Wärmeausdehnung parallel und senkrecht zur Faserrichtung. Dies ist unabhängig davon, ob sich der verwendete Faserwerkstoff isotrop oder trasversalisotrop ausdehnt. Hohe Temperaturen lassen den Modul des Matrixwerkstoffs sinken. Das Erweichen hat eine Abnahme der matrixdominieren Moduln des Verbunds zur Folge. Da der Faserwerkstoff häufig erst sehr viel später erweicht als der Martixwerkstoff ändert sich der faserparallele Modul unter Temperatureinfluss nur sehr gering. In der Regel sinken auch die Festigkeiten des Verbunds, insbesondere die faserparallele Druckfestigkeit. Je nach Matrixtyp bildet die Glasübergangstemperatur, die Schmelztemperatur oder die Zersetzungtstemperatur des Matrixwerkstoffs die Temperatureinsatzgrenze. Eine besonders unangenehme Eigenschaft von Faser-Kunststoff-Verbunden ist das stark beschleunigte Kriechen und Relaxation unter hohen Temperaturen. Dies betrifft im besonderen Maß Belastungen quer zur Faserrichtung, da hier die Lasten über den Matrixwerkstoff übertragen werden. Kriechen und Relaxation können minimiert werden, wenn der Faser-Kunststoff-Verbund nach der Netztheorie ausgelegt wird. Ist der Faserwerkstoff selbst von Kriechen und Relaxation betroffen ist die Auslegung nach der Netztheorie, bezüglich der Temperaturverhaltens, weitestgehend wirkungslos.
Bezüglich des unverstärkten Matrixwerkstoffs ist das Kriech- und Relaxationsverhalten des Verbund wesentlich günstiger.

hohe Temperaturen

Neben den oben genannten Einflüssen treten bei hohen Temperaturen weitere Effekte auf. In welchem Maß sie auftreten hängt in erster Linie vom Matrixwerkstoff ab.
- Feuchteaufnahme steigt
- Diffusionsgeschwindigkeit steigt
- Angriff durch Medien wird beschleunigt
- Alterung wird beschleunigt
- Dämpfung steigt
- Schlagzähig steigt
- Bruchdehnung steigt
- Sinken der Faser-Matrix-Haftung

niedrige Temperaturen

Einfluss von Strahlung

Einfluss von korrosiven Medien

Matrixsysteme

Grundsätzlich unterscheidet man faserverstärkte Kunststoffe mit thermoplastischer (Thermoplast) und duroplastischer (Duroplast) Matrix.

Thermoplastische Matrix

Als Matrix sind grundsätzlich alle gängigen Thermoplasten verwendbar. Faserverstärkte Kunststoffe mit einer thermoplastischen Matrix lassen sich nachträglich umformen oder verschweißen. Nach dem Abkühlen der Matrix sind faserverstärkte Kunststoffe mit thermoplastischer Matrix einsatzbereit. Sie erweichen jedoch bei erhöhter Temperatur. Mit zunehmendem Fasergehalt sinkt ihre Kriechneigung. Als thermoplastische Werkstoffe bei hohen Temperaturen eignen sich z.B.:
- Polyetheretherketon (PEEK)
- Polyphenylensulfid (PPS)
- Polysulfon (PSU)
- Polyetherimid (PEI)
- ...

Duroplastische Matrix

Faserverstärkte Kunststoffe mit duroplastischer Matrix lassen sich nach dem Aushärten bzw. dem Vernetzen der Matrix nicht mehr umformen. Sie weisen jedoch einen hohen Temperatureinsatzbereich auf. Dies gilt besonders für heißhärtende Systeme, die unter hohen Temperaturen ausgehärtet werden. Die Temperatureinsatzgrenze wird durch die Lage der Glasübergangstemperatur bestimmt. Faserverstärkte Kunststoffe mit duroplastischer Matrix weisen meist die höchsten Festigkeiten auf. Als Matrix kommen die folgenden Harze zur Anwendung:
- Epoxidharz (EP)
- ungesättigtes Polyesterharz (UP)
- Vinylesterharz (VE)
- Phenol-Formaldehydharz (PF)
- Diallylphthalatharz (DAP)
- Methacrylatharz (MMA)
- Polyurethan (PUR)
- Aminoharz
- ...

Elastomere Matrix

Als typische Vertreter von Elastomeren als Matrix in faservertärkten Kunststoffen sind Gummi und Polyurethan (PU) zu nennen. Elastomere kommen, aufgrund ihrer geringen Steifigkeit, nicht in Strukturbauteilen zu Einsatz. Eine Ausnahme bilden schlaufenförmige Bauteile wie Keil- oder Zahnriemen.

Wahl eines Matrixsystems

Die Wahl des Matrixsystems entscheidet über die Einsatzgrenzen des faserverstärkten Kunststoffs. Neben den mechanischen Eigenschaften der Matrix z.B. des Elastizitätsmoduls gibt es eine Reihe von weiteren Kriterien:
- Temperatureinsatzbereich (Schmelzpunkt, Glasübergangstemperatur)
- Medienbestädigkeit (sauer, basisch)
- Strahlungsbeständigkeit (UV-Strahlung)
- Langzeitverhalten (Kriechen, Relaxation)
- Feuchteaufnahme
- Schlagzähigkeit

Vorimpregnierte Halbzeuge

Neben den reinen Faserhalbzeugen (Gewebe, Vliese usw.) existieren eine Reihe von vorimprägnierten Faser-Matrix-Halbzeugen. Diese Halbzeuge liegen meist in Platten-, Band- oder Strangform vor.

thermoplastische Halbzeuge

GMT bedeutet Glasmatten verstärkter Thermoplast. Bei der Herstellung werden Glasfasergewebe oder Glasvliese in Verbindung mit Thermoplasten (meist PP) zu Halbzeugen verarbeitet. Dies Halbzeuge können nach dem erwärmen durch Pressen weiterverarbeitet werden.
Die Kombination mit anderen Vertärkungsfasern als der Glasfaser ist auch möglich. LFT bedeutet Langlasfaser verstärktes Thermoplast. Bei dem G-LFT Verfahren werden lange Fasern in Granulatform (PP Matrix) aus einem offenen Extruder direkt in eine Pressform gebracht und umgeformt. Beim D-LFT Verfahren wird in einem Extruder die Matrix (meist PP) plastifiziert und in einem Mischer mit auf Länge gekürzten Endlosfasern vermengt. Das faserhaltige Plastifikat wird dann in Form gepresst.

duroplastische Halbzeuge

SMC (Sheet Moulding Compound) besteht aus Kurz- und Langfasern. Es liegt als Plattenware vor und wird im Heißpressverfahren verarbeitet. Zuschlagstoffe verhindern das Ankleben der Matrix an Werkzeugen und machen das Halbzeug so handhabbar. Als Matrix findet häufig ein ungesättigtes Polyesterharz (UP) Anwendung. Ist bei dem Bauteil eine hohe Schlagzähigkeit gefordert, werden auch Vinylesterharze (VE) verwendet. Andere Matrixsysteme existieren ebenfalls. Die Aushärtung des faserverstärkten Kunststoffs erfolgt durch erhöhte Temperatur und gegebenenfalls zusätzlichen Druck. BMC (Bulk Moulding Compound) besteht aus Kurz- und Langfasern. Es liegt als teigige, formlose Masse vor. Die Zusammensetzung ähnelt der von SMC. Die Aushärtung erfolgt wie bei SMC. Prepregs (Preimpregnated Fibers) bestehen aus Endlosfasern. Prepregs werden meist als bandförmige Ware aufgewickelt geliefert. Die Endlosfasern können als unidirektionale Bänder (UD-Bänder), Gewebebänder oder Multiaxialgelege im Prepreg vorliegen. Die Aushärtung erfolgt wie bei SMC und BMC.

Recycling

Die Art und Weise, wie ein Faser-Kunststoff-Verbund wiederverwendet werden kann, hängt von dessen Matrixsystem ab. Für alle Verbunde gilt jedoch, das eine vollständige stoffliche Wiederverwertung, wie z.B. bei Metallen, nicht möglich ist. Eine Sonderstellung nehmen spezielle Matrixsysteme mit Naturfasern ein. Diese sind zum Teil vollständig biologoisch abbaubar. Solche Verbunde haben jedoch niedrige Festigkeiten und Steifigkeiten und kommen daher nur bei mechanisch gering belasteten Bauteilen zur Anwendung.

Duroplastische und elastomere Verbunde

Faser-Kunststoff-Verbunde mit solchen Matrixsystemen sind nur sehr eingeschränkt wiederverwertbar. Die chemische Extraktion der Fasern verbietet sich in den meisten Fällen aus Umwelt- und Kostengründen. Eine Möglichkeit besteht im Mahlen der Bauteile. Das so gewonnene Pulver kann als Streckmittel z.B. in SMC und BMC eingesetzt werden.

Thermoplastische Verbunde

Eine stoffliche Wiederverwertung von thermoplastischen Faser-Kunststoff-Verbunden ist teilweise möglich. Dazu wird das Bauteil geschreddert und als kurzfaserverstärkter Kunststoff weiter verwendet. Durch die Nutzungszeit und das erneute Aufschmelzen degradieren jedoch die Eigenschaften des Kunststoffs. Solche Recyklat-Granulate werden daher nur noch bei untergeorneten Anwendungen eingesetzt. Desweiteren bleiben Lang- oder Endlosfasern nicht erhalten. Die mechanische Güte des Recyklats sinkt damit deutlich.

Verarbeitungsverfahren

Die Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden hängen in erster Linie von der Art der verwendeten Halbzeuge ab. Einige Verfahren sind sowohl mit impregnierten als auch mit trockenen Halbzeugen anwendbar. Die Auswahl des Verfahrens richtet sich weiter nach der zu fertigenden Stückzahl sowie den geometrischen Abmessungen des Bauteils. Da viele Strukturen auch alternativ mit anderen Halbzeugen und Verfahren hergestellt werden können, spielen bei der Auswahl wirtschaftliche Kriterien eine wichtige Rolle.

Verfahren für vorimpregnierte Halbzeuge


- Autoklavverfahren
- Faserspritzen
- Pressen
- Pultrusionsverfahren
- Spritzguss
- Wickelverfahren

Verfahren für trockene Halbzeuge


- Handlaminieren
- Harzinjektionsverfahren
- Wickelverfahren

Auslegung und Berechnung

Die Auslegung und Berechnung vom Faser-Kunststoff-Verbunden ist in der VDI 2014 beschrieben. Ältere Richtlinien, wie z.B. die VDI 2013, wurden zurückgezogen und sind nicht mehr gültig.

Steifigkeit

Die elastischen Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen werden auf der Grundlage der Eigenschaften von elementaren Einzelschichten berechnet (unidirektionale Schichten). Dieses Berechnungsverfahren ist als klassische Laminattheorie bekannt. Gewebe werden dabei als zwei, in einem Winkel von 90° gedrehte, unidirektionale Schichten abgebildet. Einflüsse durch die Ondulation der Fasern im Gewebe werden duch Abminderungsfaktoren berücksichtigt. Eine Entwurfsmethode für gewichtsoptimale Laminate ist die Netztheorie. Ergebnis der klassischen Laminattheorie sind die sogenannten Ingenieurskonstanten des Verbundwerkstoffs \hat E_x, \hat E_y, \hat G_, \hat \nu_, \hat \nu_ und die Scheiben-Platten-Steifigkeitsmatrix. Diese Matrix besteht aus folgenden Elementen:
- Scheibensteifigkeits-Matrix A
- Plattensteifigkeits-Matrix D
- Koppel-Matrix B Anhand dieser Matrizen können die Reaktionen des Verbundwerkstoffs auf
- Scheibenbelastungen: Normalspannungen \sigma_1, \sigma_2 und Schub \tau_ in der Ebene
- Plattenbelastungen: Biegemomente m_1, m_2 und Drillmoment m_ berechnet werden. Die Koppel-Matrix koppelt dabei die Scheibenbelastungen mit den Plattenverformungen und umgekehrt. Für die Praxis von Interesse ist, daß eine besetzte Koppel-Matrix zu thermischen Verzug führt. Da auch thermische Dehnungen gekoppelt werden, verziehen sich Faserverbundbauteile, deren Koppelmatrix besetzt ist. Ziel vieler Forschungsvorhaben ist es, die Kopplungen in der Scheiben-Platten-Steifigkeitsmatrix gezielt konstruktiv zu nutzen. Eine überschlägige Auslegung ist mit der Netztheorie möglich. Sie vernachlässig das Wirken der Matrix und geht damit vom ungünstigsten Fall aus. Die Netztheorie findet z.B. bei Bauteilen Anwendung, bei denen damit gerechnet werden muss, daß die Matrix erweicht oder schmilzt.

Festigkeitsnachweise

Der Festigkeitsnachweis erfolgt mit Hilfe von Bruchkriterien für Faserkunststoffverbunde. Diese können differenzierend sein, also die Brucharten unterscheiden, oder pauschal. Ein pauschaler Nachweis sagt nichts über die Versagensart aus. In der VDI 2014 wird ein differenzierendes Kriterium verwendet (Zwischenfaserbruchkriterium nach Puck). Bei Bauteilen aus faservertärktem Kunststoff spielen beim Festigkeitsnachweis Versuche eine wichtige Rolle. Da die Haftungsbedingungen zwischen Faser und Matrix nicht bekannt sind, kann auf eine experimentelle Überprüfung selten verzichtet werden. Desweiteren können kombinierte Umwelteinflüsse wie Medienangriff und hohe Temperaturen quasi nur durch einen Versuch beurteilt werden.

Anwendungsbeispiele


- ...

Literatur


- H. Schürmann: Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden. Springer-Verlag, 2005. ISBN 3-540-40283-7 Kategorie:Verbundwerkstoff

Kunststoff

Als Kunststoffe bezeichnet man Stoffe, deren Grundbestandteil synthetisch oder halbsynthetisch erzeugte Polymere sind. Durch die Auswahl des Ausgangsmaterials, das Herstellungsverfahren und die Beimischung von Additiven lassen sich technische Eigenschaften von Kunststoffen wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur- und chemische Beständigkeit in weiten Grenzen variieren. Solche mit Zuschlagsstoffen versehene Formmassen werden dann nach DIN EN ISO 1043 (Thermoplaste) und nach DIN 7708 (Duroplaste) gekennzeichnet. Kunststoffe werden zu Formteilen, Halbzeugen, Fasern oder Folien weiterverarbeitet. Halbsynthetische Kunststoffe entstehen durch die Verarbeitung natürlicher Polymere (zum Beispiel Zellulose zu Zelluloid). Synthetische Kunststoffe werden durch Polymerisation (Polyaddition, Polykondensation usw.) aus einem Monomer erzeugt. Rohstoff ist meist gecracktes Naphta. Umgangssprachlich und abwertend wird Kunststoff oft als Plastik oder Plaste bezeichnet, selbst wenn das Material eigentlich elastisch ist. Daher wird in der Wissenschaft der Begriff Kunststoffe bevorzugt.

Charakterisierung nach Eigenschaften


- Thermoplaste :Kunststoffe, die aus langen, linearen Molekülen bestehen. Durch Energiezufuhr werden diese Materialien formbar bis plastisch und können mit verschiedenen Verfahren verarbeitet werden. Nachdem das jeweilige Werkstück wieder abgekühlt ist, behält es seine Form. Dieser Prozess ist reversibel (wiederholbar). :Die meisten der heute verwendeten Kunststoffe fallen unter diese Gruppe. Für einfache Konsumwaren, Verpackungen etc. werden häufig Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) und Polystyrol (PS) eingesetzt. Technische Teile werden meist aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Polyacetal (POM), Polyamid (PA), Polybutylentherephthalat (PBT), Polyethersulfon (PES), Polycarbonat (PC), Polyphenylensulfid (PPS), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyimid (PI) gefertigt. In der Bauindustrie, insbesondere für Dachbahnen, Fensterprofile und Rohre wird vielfach der Werkstoff Polyvinylchlorid (PVC) verwendet, der aber in der Regel mit Zusatzstoffen in den Eigenschaften (hart oder weich) modifiziert wird. :Um neue bisher noch nicht vorhandene Eigenschaften zu erzeugen, können auch zwei oder mehrere Thermoplaste vermischt werden. Dieser neue Kunststoff ist dann ein Polyblend.
- Duroplaste :Kunststoffe, die bei der Verarbeitung räumlich eng vernetzen. Diese Vernetzung erfolgt chemisch zwischen den Molekülen der Ausgangsmaterialien. Dieser Vorgang ist nicht umkehrbar. Sobald ein derartiges Material vernetzt ist, kann es nur noch mechanisch bearbeitet werden. Duroplaste sind meistens hart und spröde. :Bei Hitzeeinwirkung werden Duroplaste nicht weich. Deshalb werden sie häufig für Elektroinstallationen verwendet. Einer der verbreitetsten und ältesten Kunststoffe dieser Klasse ist Bakelit. In diese Gruppe fallen auch praktisch alle Kunstharze wie beispielsweise Epoxide.
- Elastomere :Zu den Elastomeren gehören alle Arten von vernetztem Kautschuk. Die Vernetzung erfolgt beispielsweise durch Vulkanisation mit Schwefel, mittels Peroxiden, Metalloxiden oder Bestrahlung. :Die Elastomere sind weitmaschig vernetzt und daher flexibel. Elastomere werden beim Erwärmen nicht weich und sind in den meisten Lösemitteln nicht löslich. Daher werden sie für Hygieneartikel oder Chemikalienhandschuhe verwendet. Die Gummimischung von Autoreifen ist ebenfalls ein Elastomer, diese erhält ihre Eigenschaften durch Vulkanisation. :Beispiele für Elastomere sind Naturkautschuk (NR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Butadien-Kautschuk (BR) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM).

Verarbeitung


- Extrudieren
- Spritzgießen
- Kalandrieren
- Schäumen

Wichtige Massenkunststoffe

Etwa 90% der weltweiten Produktion entfallen in der Reihenfolge ihres Anteils auf die folgenden sechs Kunststoffe:

Sonstige Kunststoffe

Entwicklungsgeschichte der Kunststoffe

Vorläufer von Kunststoffen gab es in allen Kulturen. In Arabien wurden Wasserbecken und Kanäle mit natürlichem Asphalt abgedichtet. Ebenso wurden dort bestimmte Baumharze als Gummi Arabicum eingesetzt und nach Europa exportiert. Aus Osteuropa ist Bernstein als fossiles Harz für die Verwendung bei Pfeilspitzen und Schmuckgegenständen bekannt. Im Mittelalter wurde Tierhorn durch bestimmte Verfahrensschritte in einen plastisch verformbaren Stoff verwandelt. Naturforscher brachten aus Malaysia und Brasilien im 17. und 18. Jahrhundert elastische Massen, gewonnen aus milchigen Baumsäften, mit. Hierfür wurde der Begriff Gummi in Deutschland eingeführt. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelte sich eine rasch wachsende Gummi-Industrie. Der Erfinder Charles Goodyear stellte fest, dass sich Gummi durch Zusatz von Schwefel und durch Vulkanisation in einen guten Reifenwerkstoff verwandeln lässt. Ebenso entdeckte er Hartgummi, eine bei Wärme verformbare aber bei Raumtemperatur harte Masse, welche anfangs Ebonit genannt wurde. Daraus wurden zum Beispiel Schmuckstücke, Füllfederhalter, Teile von Musikinstrumenten und Telefonen gemacht. Dieser erste Duroplast startete die Entwicklung der Kunststoffe als Werkstoff im Umfeld des Menschen. Später wurde in England Cellulosenitrat zur Imprägnierung von Textilien und in den USA Schellack entwickelt. Im Jahre 1869 erfand John Wesley Hyatt das Celluloid und 3 Jahre später die erste Spritzgußmaschine. Der Werkstoff Casein (Galalith) wurde 1897 erfunden, und ähnelt stark Horn oder Elfenbein. Hierraus wurden in verschiedenen Farben zum Beispiel Knöpfe, Anstecknadeln, Gehäuse für Radios, Zigarettendosen, Spielzeug, Griffe für Regenschirme u. ä. hergestellt. Der Kunststoffverbrauch lag im Jahre 1930 schon bei ca. 10.000 t. Das von Otto Röhm 1928 angemeldetete Patent zu Polymethylmetacrylat (PMMA) startete eine Ära, die bis heute anhält. Weiterhin kommen in dieser Zeit die Phenolharze zur Geltung, wobei der Erfinder Leo Hendrik Baekeland mit dem Werkstoff Bakelite sehr erfolgreich ist. Durch die guten elektrischen Eigenschaften wird er u. a. rasch in der aufstrebenden Elektroindustrie eingesetzt. Der Münchner Chemiker Dr. Ernst Richard Escales gibt 1910 der Werkstoffgruppe den Namen „Kunststoffe“. Die von ihm gegründete gleichnamige Zeitschrift erscheint erstmals 1911. Fritz Klatte entdeckt 1912 die Hintergründe des Polymerisationsvorganges von PVC welches bereits 1838 erstmals erzeugt wurde. 1926 veröffentlichte Hermann Staudinger wichtige Theorien über den Aufbau von Kunststoff. Hierfür erhielt er 1952 den Nobelpreis. 1930 wird in Ludwigshafen die „PS“-Produktion begonnen. 1931 wird bei ICI in Großbritannien erstmals Polyethylen hergestellt. In Ludwigshafen wird 1934 die Herstellung von Epoxidharzen von Paul Schlack begonnen. In Jahre 1935 wird gleichzeitig von Henkel (Mainkur) und Ciba (Schweiz) die Entwicklung von Melamin-Formaldehydharz und von DuPont die Entwicklung von Polyamid 6 (Nylon) beschrieben. Das von Paul Schlack 1937 hergestellte Polyamid 6 auf Basis von Caprolactam wird dann Perlon getauft. Etwa zeitgleich wird in den Buna-Werken der IG Farben die Fertigung von Buna S und Buna N als synthetischer Gummi-Ersatz begonnen. Otto Bayer entwickelte in diesem Jahr Polyurethan in Ludwigshafen. Bei DuPont wird 1938 der Kunststoff Polytetrafluorethylen (Teflon) entwickelt. 1939 folgen bei ICI Low-Density Polyethylen (PE-LD). Der Werkstoff Polyethylenterephthalat (PET) wurde von J. R. Whinfielt und J. T. Dickson bei Calico Printers im Jahre 1941 erfunden. 1942 entdeckte Harry Coover (USA) bei Eastman Kodak den „Sekundenkleber“ Methylcyanoacrylat. Methylcyanoacrylat Im Zeitraum von 1910 bis 1950 wurde Kunststoff von einem Ersatzstoff mit besonderer Bedeutung zu einem Werkstoff für die industrielle Massenfertigung. Die Weltproduktion überschritt 1949 die Grenze von 1 Mio. t. Die Thermoplaste setzten sich von 1950 bis 1980 durch. In diesen Jahren wurden Werkstoffe wie PS, PE-HD, PP, PC, FEP, PVF, PES, PSU, PPE, PPO und einige andere entwickelt. Im Jahre 1976 lag die Weltproduktion bereits bei 50 Mio. t. Im Jahre 1971 folgten LCP und PPS sowie im Jahre 1972 PBT. Im Jahre 2003 erreichte die Weltproduktion ca. 200 Mio. t. Hierbei ging der Anteil der Duroplaste stetig zurück, und lag im Jahre 2000 nur noch bei ca. 15 %. Der Pro Kopf-Verbrauch an Kunststoffen im Jahr 2000 bei 92 kg in West-Europa, 13 kg in Ost-Europa, 130 kg in NAFTA, 19 kg in Lateinamerika, 86 kg in Japan, 13 kg in Südost-Asien und im mittleren Osten/Afrika bei 8 kg. Die Kunststoffindustrie ist bis heute weiterhin eine Wachstumsbranche, wobei die Herstellkapazitäten in Asien etwa im Jahre 2006-2008 die führenden und etwa gleichstarken Regionen Europa und Nord-/Südamerika überholen werden.

Literatur


- Oberbach et al. (Hrsg.): Saechtling Kunststoff-Taschenbuch. 29. Auflage. Carl Hanser Verlag, München 2004, ISBN 3-446-22670-2
- Otto Schwarz:Kunststoffkunde ISBN 3802319176
- Gottfried W. Ehrenstein: Polymer-Werkstoffe. 2. Auflage. Carl Hanser Verlag, München 1999, ISBN 3-446-21161-6
- Brigitta Huckestein, Thomas Plesnivy: Möglichkeiten und Grenzen des Kunststoffrecyclings. Chemie in unserer Zeit 34(5), S. 276 - 286 (2000), ISSN 0009-2851

Weblinks


- [http://www.peterlutz.ch/lernen/werkstoff/kunststoffe/mkun1a.html Geschichte der Kunststoffe] (von Peter Lutz)
- [http://www.kunoscoolekunststoffkiste.de Experimentierkoffer: Kunststoffe spielerisch kennenlernen]
- [http://www.greenplastics.com/ Green Plastics: Biopolymere] (engl.)
- [http://www.deutsches-kunststoff-museum.de Deutsches Kunststoff Museum, Kunststoff-Museums-Verein e. V. Düsseldorf] Kunststoffdatenbanken:

- [http://www.campusplastics.com/ CAMPUS Werkstoffdaten]
- [http://www.format.mwn.de/ FORMAT Werkstoffdatenbanken und Werkstoff-Informationsvermittlung] Institute und Verbände:

- [http://dki-online.de/ Deutsches Kunststoff-Institut]
- [http://www.gkv.de/ Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e.V. (GKV)]
- [http://www.plasticseurope.org PlasticsEurope - Der Verband der Kunststofferzeuger in Europa (eng.)]
- [http://www.skz.de/ Süddeutsches Kunststoff Zentrum (SKZ)]
- [http://www.ikv-aachen.de Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV)] Fachinformationen und Branchenmedien für die Kunststoffindustrie:

- [http://www.kiweb.de/ Kunststoff Information, Branchendienst mit Marktinformationen (Rohstoffpreisen) und Unternehmensnachrichten]
- [http://www.kunststoff-magazin.de/ Kunststoff Magazin, Fachmagazin für die Kunststoff-Industrie (Kennziffern-Zeitschrift)]
- [http://www.k-zeitung.de/ Kunststoff-Zeitung, Fachzeitung der Kunststoff- und Kautschukbranche]
- [http://www.kunststoffe.de/ Kunststoffe, Ältestes Fachmagazin für die Kunststoff-Industrie und Organ mehrerer Verbände]
- [http://www.KunststoffWeb.de/ KunststoffWeb, Portal mit Fachinformationen für die Kunststoffbranche]

Siehe auch


- Polymerisation
- Polykondensation
- Polyaddition ! ja:???? simple:Plastic

Polyesterharz

Polyesterharze sind Kondensationsprodukte aus zwei- oder mehrwertigen Alkoholen (z.B. Glykol oder Glyzerin) und Dicarbonsäuren. Bei der Herstellung werden keine langkettigen Fettsäuren verwendet.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Der Kunststoff ist hart und undurchsichtig. Beim Fallenlassen "scheppert" es. Die Gebrauchstemperatur des Kunststoffs liegt bei 90ºC.

Chemische Eigenschaften

Polyesterharze sind gegenüber von schwachen Säuren und Basen resistent. Außerdem sind sie beständig gegen Benzin und Öl. Sie lösen sich allerdings in starken Säuren und Laugen sowie in Estern, Ketonen und chlorierten Kohlenwasserstoffen. Polyesterharze bilden lange, unverzweigte Polymere, welche jedoch auch vernetzt werden können (siehe vernetztes Harz mit Styrol). Ungesättigte Polyesterharze können mit Dicumylperoxid gehärtet werden. Brennprobe: Polyesterharze verbrennen mit leuchtende gelber, rußender Flamme, wobei sie verkohlen. Außerhalb der Zündquelle brennen sie weiter und setzen einen Styrol-Geruch frei.

Verarbeitung


- Pressen und Spritzgießen.

Anwendung

Der Kunststoff wird zur Herstellung von hitzebeständigen und elektroisolierten Griffen für Töpfe und Bügeleisen verwendet. Außerdem verwendet man es zum Herstellen von Apparategehäuse und Autoelektrik.

Weblinks


- http://www.chempage.de/theorie/chemie/kunststoffe/kunst231.htm Kategorie:Kunststoff

Polyamid

Polyamide (Kurzzeichen PA) sind thermoplastische Kunststoffe. Sie bestehen aus organischen Makromolekülen (Polymere), deren Monomer-Einheiten durch Polykondensation zwischen einer Carboxylgruppe und einer Aminogruppe verknüpft werden. Die dabei entstehende Bindung nennt man Peptidbindung. Sie ist hydrolytisch wieder spaltbar. Polyamide wurden im Jahr 1937 erstmals synthetisiert.

Chemische Konstitution

Es gibt drei Familien der Polyamide. Erstens können sie aus X-Aminosäuren oder deren Lactamen hergestellt und durch das Kurzzeichen PA Z gekennzeichnet werden. Die Monomere dieser Typen haben die Form [NH - (CH)_x - CO]_n.
Beispiele sind das Polycaprolactam (PA 6), Poly-11-aminoundecanamid (PA 11) und das Polylaurinlactam (PA 12). Die Zahl Z gibt hierbei die Position der CO-Gruppe in der Kohlenstoffkette an, es gilt folglich x=Z-1, also ist beim PA 6 x=5. Die zweite Gruppe sind die aliphatischen Polyamide (PA Z1 Z2) aus unverzweigten Diaminen und Dicarbonsäuren. Deren Monomere haben die Form [NH - (CH)_x - NCHO - (CH)_y - CO]_n.
Beispiele hierfür sind das Polytetramethylenadipinamid (PA 4.6), das Polyhexamethylenadipinamid (PA 6.6) und das Polyhexamethylensebacinamid (PA 6.10). Es gilt x=Z1 und y=Z2-2. Die dritte Gruppe sind die aromatischen Polyamide, die auch Polyarylamide oder Aramide (z. B. Kevlar) genannt werden. Ihre Monomere sind komplexer aufgebaut und enthalten als gemeinsames Merkmal einen Benzolring. Beispiele sind das PA 6I und das PA 6T. In der Technik werden auch Copolymere aus diesen Gruppen gebildet und verwendet, z. B. PA6/6T.

Handelsnamen

Polyamidfasern


- Nylon (duPont de Nemours)
- Perlon® (IG Farbenindustrie)
- Dederon (Warenzeichenverband für Kunststofferzeugnisse der DDR e.V. Rudolstadt)
- Grilon® (Markenzeichen des Schweizer Polyamid-Produzenten EMS-CHEMIE Weitere Handelsnamen waren oder sind: Dralon; Polycaprolactam; Caprolan® (Honeywell); Kapron; Silon; Dederon; Danamid; Nivion; Enka®; Hydrofil (Honeywell); Dorlon (später Bayer-Perlon) (Bayer); Lamigamid (Schwartz); Anjamid (J&A Plastics) Bekannte synthetische Vertreter der Polyamide sind unter den Namen Nylon (PA66), Perlon (PA6) und Kevlar im Handel. In der DDR war dieser Kunststoff als Dederon bekannt. Auch Proteine gehören chemisch zu den Polyamiden, auch wenn diese Benennung nicht üblich ist. Perlon, Nylon und Dederon sind Warenzeichen für chemisch verwandte Kunstfaserprodukte. Perlon (PA 6) (auch: Nylon 6) wird durch Polymerisation von Caprolactam hergestellt. Es ist dem aus Adipinsäure hergestellten Nylon (PA 6.6) sehr ähnlich, nimmt jedoch leichter Farbstoffe auf und hat einen niedrigeren Schmelzpunkt.

Nylon

Der Name Nylon wurde von der E. I. duPont de Nemours für Fasern aus Polyamid 66 mit dem Ziel geprägt, ihn als Synonym für „Strümpfe“ zu etablieren. Er wurde jedoch aus firmenpolitischen Gründen nicht als Warenzeichen geschützt. Später wurde er vor allem im angelsächsischen Sprachraum als Gattungsname für lineare aliphatische Polyamide verwendet. Es wurde am 28. Februar 1935 von Dr. Wallace Hume Carothers bei E. I. du Pont de Nemours in Wilmington (Delaware, USA) patentiert. Es war damit die erste synthetische Faser, die vollständig aus anorganischen Stoffen (Kohlenstoff, Wasser, Luft) hergestellt wurde. Nylon wurde zuerst für Zahnbürsten und nicht für Nylonstrümpfe verwendet. Es wird seit 1938 verkauft. 1938 Etymologie
Entgegen landläufiger Meinung stammt der Name „Nylon“ nicht von „NY“ (New York) und „Lon“ (London), den ersten Orten, an denen Nylon produziert wurde. 1940 sagte John W. Eckelberry (DuPont), „nyl“ wäre eine wahllose Silbe, und „on“ wäre eine geläufige Endung für Fasern (z. B. „Cotton“). Später (Context, vol. 7, no. 2, 1978) erklärte DuPont, der Name sollte ursprünglich „No-Run“ (eine Anspielung auf „keine Laufmaschen“?) lauten, wurde dann aber aus Furcht vor gerichtlichen Auseinandersetzungen wegen falscher Behauptungen geändert. Darüber hinaus existiert als Erklärung für den Namen Nylon auch die These, der Erfinder des Materials, Wallace Carothers, hätte über den Erfolg der Faser mit dem Ausruf „Now You Lousy Old Nipponese“ (oder „Now You Look Old Nippon“) triumphiert - in Schadenfreude, endlich selbst eine Faser als Konkurrenz zur japanischen Naturseide entwickelt zu haben. Den Namen Nylon erhielt die Faser jedoch erst nach Carothers' Tod, so dass dies wohl eine Legende ist, die wahrscheinlich während des 2. Weltkriegs entstand, da es gerade zu dieser Zeit für die Alliierten besonders wichtig war einen Seidenersatz zur Herstellung von Fallschirmen zu haben.

Perlon

Perlon ist das Warenzeichen einer 1938 von Dr. P. Schlack für die IG-Farbenindustrie AG in Berlin, Deutschland, entwickelte Kunststofffaser. Sie bestand aus Polyamid 6 und wurde als deutsche Alternative zu Nylon (Polyamid 6.6) schnell zum „kriegswichtigen Stoff“ erklärt. Während des Zweiten Weltkriegs wurde Perlon zur Herstellung von Fallschirmen, Borsten zur Reinigung von Waffen und in Flugzeugreifen verwendet. Es wurde ab 1939 unter der Bezeichnung Perlon L vermarktet. Erst 1943 begann die zivile Nutzung für Damenstrümpfe.

Dederon

Dederon (bzw. DEDERON) war ein Verbandszeichen des Warenzeichenverbandes für Kunststofferzeugnisse der DDR e.V. Rudolstadt, das als Handelsname für Erzeugnisse aus bzw. mit Polyamidfaserstoffen verwendet wurde. Dederon ist ein nach dem Vorbild Perlon geprägtes Kunstwort, das sich aus DDR und "on" zusammensetzt. Besondere Bekanntheit erlangte Dederon durch die berühmten Kittelschürzen und Einkaufsbeutel.

Kompaktes Polyamid

Handelsnamen für nichtfasrige Polyamide sind Miramid, Durethan (Bayer) und Ultramid (BASF). Diese Materialien können wiederum mit Fasern, meist Glasfasern, verstärkt werden

Eigenschaften

Polyamide sind teilkristallin. Synthetische Polyamide haben eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und sehr gute chemische Beständigkeit. Außerdem haben sie einen hohen Verschleißwiderstand und gute Gleiteigenschaften. Dies macht sie für die Implantattechnologie interessant. Durch Faserverbunde mit Glas- oder Kohlefasern lassen sich die mechanischen Eigenschaften gut anpassen und z. B. Hydrolyseerscheinungen verringern. Auch die sonst relativ hohe Wasseraufnahme von bis zu drei Massenprozent kann so gesenkt werden. Aus Polyamid erzeugte Fasern sind stark, zäh, elastisch und hochglänzend (daher wohl auch der Name).
- Allgemeine Formel: (C6H11NO)n,
- Kurzzeichen: PA nach DIN 60 001 Teil 4 (Polyamid),
- CAS-Nr.: 25038-54-4,
- Schmelzpunkt: 215 °C (PA-6),
- Dichte (luftfeucht): 1.140 kg/m³ (PA-6 und PA-66),
- Wasseraufnahmefähigkeit: nur 3,5-4,5 % (vgl. Schafwolle: 14-15 %). Zu beachten ist auch, dass Polyamid im absolut trockenen Zustand nach der Verarbeitung (Spritzgießen, Extrudieren) relativ wenig schlagzäh ist und die von Polyamid bekannte hohe Schlagzähigkeit erst nach Wasseraufnahme erwirbt. Es sind Additive auf Polyolefin-Basis entwickelt worden, um auch im trockenen Zustand hohe Schlagzähigkeit zu gewährleisten. Dieser Effekt ist auch dafür verantwortlich, dass Nylonstrümpfe zumeist im fabrikneuen Zustand am leichtesten Laufmaschen bekommen, wenn sie jedoch die erste Wäsche überstanden haben, viel haltbarer sind.

Erkennung

Polyamid lässt sich auf einfache Weise mit wenigen Hilfsmitteln identifizieren. Am einfachsten ist die Brennprobe. Ein kleiner Abschnitt des zu untersuchenden Kunststoffteils wird entzündet. PA brennt mit gelblicher, etwas unruhiger Flamme, wobei das verbrennende Material etwas schäumt und braunschwarze Ränder bildet. Bläst man die Flamme aus, riecht der Rauch leicht hornartig. PA lässt sich mit Ameisensäure anlösen und damit auch kleben.

Verwendung

Heute findet Polyamid überwiegend zur Herstellung von Faserwerkstoffen Verwendung:
- Nylonstrümpfe
- Unterkleidern (Damen)
- Büstenhaltern
- Turnhosen
- Angelschnur
- Schlingen und Seile in Kletterausrüstung
- Mähfaden für Rasentrimmer
- Sprungtücher für Trampoline
- Spanndrähte
- Tennissaiten
- technische Gewebe (Papierherstellung)
- Teppichböden Außerdem findet es Verwendung zur Herstellung von unzerbrechlichen Haushaltsgegenständen und technischen Teilen, die sehr abriebfest sein müssen (Gleitlager):
- Dübel
- Zahnbürsten-Borsten
- Küchenutensilien (Kellen, Löffel usw.)
- Maschinenteile (Zahnräder, Lager und Laufrollen)
- Gehäuse, Isolationsteile im Bereich Elektrotechnik
- Nylon-Membranen für Southern Blots (Molekularbiologie) Aufgrund seiner Beständigkeit gegen Schmier- und Kraftstoffe bei Temperaturen bis über 150 °C wird es auch im Fahrzeugbau eingesetzt:
- Kraftstoffleitungen
- Ansaugsysteme
- Motorabdeckungen

Färben von Polyamidfasern

PA6 und PA6.6 sind die mit Abstand am häufigsten vorkommenen PA-Typen für Textilien. Die Feinheiten der verwendeten Fasern sind dabei sehr unterschiedlich, z.B. werden für Teppichware gröbere Fasern verwendet und für Sportbekleidung feinere. Hierfür sind in den letzten Jahren ab ca. 1996) auch Microfasern mit nochmals reduziertem Titer auf den Markt gekommen. Die Fasern kommen entweder als spinndüsengefärbtes Material oder als rohweisses Fasermaterial vor. Das rohweisse Fasermaterial kannn dann, je nach Wunsch, in den verschiedenen Aufmachungsstufen (Flocke, Garn, Stück) eingefärbt werden. Zur Verwendung kommen Säure- bzw. Metallkomplexfarbstoffe. Auch läßt sich Polyamid mit Dispersions- und Direktfarbstoffen färben, die erzielten Echtheiten sind aber in der Regel deutlich schlechter.

Siehe auch


- Faserverbund
- Leichtbauweise

Weblinks


- [http://heritage.dupont.com/touchpoints/tp_1935-2/depth.shtml# Die Nylon-Geschichte (engl.)]
- [http://www.deutsches-strumpfmuseum.de/technik/garne/perlon/perlon.htm Deutsches Strumpfmuseum] – anschaulicher Artikel über die technische Herstellung, mit zahlreichen Bildern.
- [http://www.ivc-ev.de Industrievereinigung Chemiefaser] – einige Informationen über die Eigenschaften sowie die Geschichte von Perlon.
- Herstellung allgemein (mit Formeln): http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/wsu-teok/kap_0512.htm (Suchbegriff Nylon)
- Herstellung aus nachwachsenden Rohstoffen: http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/wsu-teok/kap_06.htm (Suchbegriff Nylon) Kategorie:Kunststoff Kategorie:Faser Kategorie:Stoffgruppe Kategorie:Chemische Verbindung ja:ナイロン

Faser

Eine Faser ist ein im Verhältnis zur Länge dünnes und flexibles Gebilde. Fasern können keine Druck-, sondern nur Zugkräfte aufnehmen, da sie bei Druckbelastung knicken. In Natur und Technik kommen Fasern allermeistens in einem größeren Verbund vor, sie bilden eine bestimmte Struktur. Fasern kommen in Natur und Technik häufig vor, da zwei Phänomene zu beobachten sind:
- Eine Struktur aus Fasern ist stabiler als eine Konstruktion der gleichen Form und dem gleichen Werkstoff "aus dem Vollen".
- Zwei Fasern sind zusammen verdreht stärker als beide einzeln. Fasern grenzen sich von Stäben wegen ihrer mangelnden Biege- und Knicksteifigkeit ab, von Drähten unterscheidet sie der geringere Durchmesser.

Einteilung

Fasern können nach ihrer Herkunft, Länge, Beschaffenheit oder gar ihrer Verwendung eingeteilt werden. Fasern begrenzter Länge sind Stapelfasern, im Prinzip unendlich lange Fasern Filamente. Gerade im deutschsprachigen Raum herrscht eine gewisse Verwirrung um Ausdrücke. DIN 60000 und 60001 führen den Begriff Chemiefaser als Übersetzung des englischen Ausdrucks man-made fibre ein. Diese Übersetzung ist problematisch, da der Mensch auch rein physikalische Effekte zur Herstellung von Fasern ausnutzen kann (Beispiel Glasfasern). Der Ausdruck Chemiefaser sollte auch daher nicht verwendet werden, da alle Fasern eine chemische Zusammensetzung haben. So besteht Baumwolle etwa aus Zellulose – genau wie die vom Menschen hergestellte Viskose. An dieser Stelle sollen die Fasern daher in Naturfasern und Kunstfasern (engl.: man-made fibres) eingeteilt werden. Als Kunstfasern sind demnach sowohl Fasern aus nativen (pflanzlichen oder animalischen) wie auch synthetischen Polymeren zu verstehen. Diese Einteilung ist an ISO 6938 und 2076 angelehnt. Fasern können durch die unterschiedliche qualitative (Brennprobe) und quantitative Methoden bestimmt werden. Bei der Brennprobe wird die Flamme (Rußentwicklung), der Geruch, der pH-Wert des Rauchs und die Konsistenz des Rückstands beobachtet.

Naturfasern

Pflanzenfasern

Pflanzenfasern kommen bei Pflanzen als Leitbündel im Stengel oder Stamm und als Samen-Fortsätze vor. Hier eine Liste mit der gültigen DIN-Kurzbezeichnung
- Samenfasern
  - Baumwolle (CO)
  - Kapok (KP)
- Bastfasern
  - Brennnessel, siehe auch Nesseltuch
  - Hanf (HA)
  - Jute (JU)
  - Leinen (Flachs) (LI)
  - Ramie (RA)
- Hartfasern
  - Holzfasern
  - Sisal (SI)
- Fruchtfasern
  - Kokos (CC)

Fasern tierischen Ursprungs

Bei Tieren bilden die Haarfollikel Fasern. Ausnahmen sind Seide (Verpackung der Raupen) und Muskelfasern, quasi-zelluläre kontraktile Bestandteile des Muskels. Fasern die sich textil nutzen lassen sind:
- Wollen und feine Tierhaare
  - Wolle von Schafen (WO) (Schurwolle WV) wird meist durch jährliches Scheren gewonnen und auch als Schurwolle bezeichnet.
  - Alpaka, Lama, Vikunja, Guanako sind die Haare von den gleichnamigen Lamaarten bzw. Schafkamelen. Die Haare sind fein, weich, glänzend und wenig gekräuselt.
  - Angora (WA) (Haare vom Angorakaninchen), Kanin (gewöhnliche Kaninchenhaare) sind sehr fein, glatt und sehr leicht. Da sie Wasserdampf gut aufnehmen sind Stoffe aus Kanin sehr warmhaltend und rheumalindernd.
  - Kaschmir (WS) gewinnt man durch Auskämmen und sortieren der Flaum- oder Grannenhaare der Kaschmirziege. Diese Haare sind so fein wie die feinste Merinowolle und Bekleidung aus Kaschmir ist deshalb fein, weich, leicht und glänzend.
  - Kamelhaar (WK) ist das Flaumhaar der Kamele, die Tiere werfen es jährlich ab. Es ist sehr fein, weich und leicht gekräuselt und beigebraun.
  - Mohair (WM) bezeichnet die Haare der Angora- oder Mohairziege. Sie sind lang, leicht gelockt und glänzend. Ihre Farbe ist weiß und sie filzen kaum.
- Grobe Tierhaare
  - Ziegenhaar
  - Rinderhaar Hier haben vor allem die Haare des Yaks eine textile Bedeutung.
  - Rosshaar ist sehr grob und wurde früher als Polster und Füllung von Matratzen verwendet.
- Seiden
  - Maulbeerseide (SE) (Zuchtseide) wird aus dem Kokon des Maulbeerspinners, der Seidenraupe gewonnen.
  - Tussahseide (ST) (Wildseide) wird aus dem von Bäumen und Sträuchern gesammelten Kokon des wildlebenden Tussahspinners hergestellt. Da hier der Schmetterling meist ausgeschlüpft ist, sind die Fasern kürzer und nicht abhaspelbar. Eine Zucht des Tussahspinners ist bisher nicht gelungen.
  - Muschelseide, römische Byssus

Mineralfasern geologischen Ursprungs

Mineralfasern (Fasern ohne organisch gebundenen Kohlenstoff) kommen natürlich praktisch nur in dieser Form vor:
- Asbest (AS)

Chemiefasern, synthetics

Es existiert eine sehr große Anzahl Handelsnamen und ehemaliger Handelsnamen, die durchwegs bekannter sind als ihre chemische Zusammensetzung. Die meisten Chemiefasern sind Polymere:

Fasern aus natürlichen Polymeren


- Zellulosische Fasern
  - Viskose (CV) wird nach dem Viscoseverfahren aus reiner Zellulose, hauptsächlich aus Buchenholz gewonnen, hergestellt.
  - Modal (CMD) wird nach dem modifizierten Viscoseverfahren hergestellt und hat deshalb eine höhere Festigkeit als Viskose im trockenen und nassen Zustand.
  - Cupro (CUP) wird nach dem Kupferoxid-Ammoniak-Verfahren hergestellt.
  - Acetat (CA) wird im Trockenspinnverfahren aus in Aceton gelöstem Zelluloseacetat ersponnen (siehe Acetat-Fasern)
  - Triacetat (CTA) wird ebenfalls aus Zelluloseacetat hergestellt, hier wird jedoch in Dichlormethan gelöst.
  - Papierfasern
  - Cellulon
- Gummifasern
  - Gummi
- Pflanzeneiweißfasern
- Tiereiweißfasern
  - Kasein, Handelsnamen Lanital, Tiolan, Aralac

Fasern aus synthetischen Polymeren


- Polykondensationsfasern
  - Aramid, Handelsnamen Kevlar, Nomex, Twaron hat eine sehr hohe Reißfestigkeit und wird für technische Textilien benützt.
  - Polyamid (PA), Handelsnamen Nylon, Perlon, Dederon ist sehr elastisch und knittert wenig. Polyamid lässt sich durch Hitze dauerhaft verformen, dies wird beim Thermofixieren ausgenutzt.
  - Polyester (PES) Handelsnamen Diolen, ... zeigt vielseitige Eigenschaften und nimmt deshalb eine Spitzenposition unter den synthetischen Fasern ein. Die Polyesterfaser ist sehr reiß- und scheuerfest und nimmt kaum Feuchtigkeit auf.
- Polymerisationsfasern
  - Polyethylen (PE), Handelsname Dyneema
  - Polyacrylnitril (PAN) weist einen wollähnlichen Griff und gute Licht- und Chemikalienbeständigkeit auf, Handelsname z.B. Dralon
  - Polypropylen (PP) leichteste Textilfaser überhaupt, mit guter Scheuerfestigkeit und praktisch keiner Wasseraufnahme, durch Kochfestigkeit gute Pflegeeigenschaften, elastisch, im Sportfunktions- und Unterwäschebereich häufig eingesetzt, Handelnamen z.B. Polycolon
  - Modacryl sind veränderte Acrylfasern und unter anderem flammhemmend. Sie werden deshalb zu Schutzbekleidung verarbeitet.
  - Polyvinylchlorid (Bei Fasern CLF sonst PVC) ist gut warmhaltend und wird für Rheumawäsche eingesetzt.
  - Polytetrafluorethylen, Handelsnamen Teflon ist wasserabweisend und kaum färbbar. Es wird als Folie mit Mikroöffnungen in Wetterschutzbekleidung, Handelsname Gore-Tex verarbeitet.
  - Polyethylenterephthalat, ein thermoplastisches Polyester, Handelsnamen Trevira
- Polyadditionsfasern
  - Polyurethan (EL) als Elastomer, Handelnamen Spandex, Lycra, Elastan, Dorlastan. Elastan besteht aus mindestens 85% Polyurethan und hat eine sehr hohe elastische Dehnung. Da es in Vergleich zu Gummi gut anfärbbar ist, wird es meist in Verbindung mit anderen Fasern für dehnbare Gewebe, Badebekleidung und Strümpfe, eingesetzt. Elastodien hat für den textilen Einsatz praktisch keine Bedeutung.

Anorganische Chemiefasern


- Glasfasern (GF) sind nur sehr wenig dehnbar und spröde. Sie werden u.a. in Dekostoffen und für die Inneneinrichtung benützt. In großem Maße werden sie zur Verstärkung von Kunststoffen und in technischen Textilien eingesetzt.
- Kohlenstofffasern (CF) sind sehr leicht und haben eine hohe Festigkeit. Sie werden ebenfalls zur Verstärkung von Kunststoffen und in technischen Textilien eingesetzt.
- Metallfaser (MTF), sehr dünner Draht
- Keramikfasern bilden eine spezielle Klasse von anorganischen Fasern. Sie bestehen aus einer faserförmigen Keramikstruktur. Sie kommen als oxidische (Aluminiumoxide, Mullite, Yttriumoxide) und nichtoxidische (SiC, SiCN, SiBCN) Fasertypen vor. Ihr Haupteinsatzgebiet liegt bei Hochtemperaturanwendungen für Dämmstoffe (bei Kurzfasern) und als Verstärkungsfasern in hochbelasteten Kompositen.
- Nanotubefasern bestehen nahezu vollständig aus Kohlenstoffnanoröhren (engl. nanotubes). Sie besitzen sehr hohe Festigkeiten und sind noch in einem frühen Entwicklungsstadien. Die NASA untersucht deartige Fasersysteme zum Bau von Weltraumliften.

Fasermischungen

Es ist heute üblich, für textile Anwendungen Fasern zu mischen. Ziel ist immer, ein besseres Garn zu bekommen. Hier wird einerseits versucht, bessere Gebrauchseigenschaften, bessere bekleidungsphysiologische oder bessere Pflegeeigenschaften zu erhalten. Auf der anderen Seite versucht man eine Veränderung des Aussehens oder eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Von der Verarbeitung sind Gemische schwieriger zu handhaben als pure Fasern.
- Vigogne ist eine Mischung aus Wolle und Viskose

Textile Eignung

Fasern, die zu Kleidern verarbeitet werden sollen, sollten einen Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer haben, da sie sich sonst unangenehm hart anfühlen. Daher werden sämtliche Bastfasern heute nicht mehr für Kleider verwendet, sondern für technische Textilien wie Verpackungen oder Dämmmatten. Kunstfasern aus Polymeren eignen sich sehr gut für Textilien, für Kleidung wie für technische Anwendungen. Da die Fasern eigens hergestellt werden, kann ihre Form, Dicke und Länge fast frei gewählt werden. Glasfasern und Kohlenstofffasern werden zu Gewebe (Textil), zu Gewebe (Technik) oder zu Vliesstoff verarbeitet; meist um sie später zu nichttextilen Faserverbundwerkstoffen weiterzuverarbeiten, selten um sie direkt in dieser Form einzusetzen. Beispielsweise werden Glasfasergewebe als temperaturbeständige Isolierung für Kabel eingesetzt. Dünne Metalldrähte spielen eine erhebliche Rolle bei der Herstellung von Kabeln, wo sie meist geflochten werden. Sollen Fasern textil verwendet werden, müssen sie gesponnen werden. Ausnahme: Vliesstoff und Filamente.

Siehe auch


- Faser (Mathematik)

Weblinks


- [http://www.stofflexikon.com Stofflexikon]
- [http://www.dfv-fachmedien.com/cfl/lexicon.php Chemiefaserlexikon]
- [http://www.hausarbeiten.de/download/20415.pdf Chemie der Textilfaser (pdf)] Kategorie:Zellbiologie ! ja:繊維

Orthotropie

Die Orthotropie ist eine Sonderform der Anisotropie. Die Orthotropie bezeichnet Werkstoffe, die richtungsabhängige Elastizitätseigenschaften haben, jedoch keine Kopplung zwischen Dehnungen und Schubverzerrungen besitzen. Die Orthotropie wird auch als rhombische Anisotropie bezeichnet. Da es sich um ein richtungsabhängiges Verhalten handelt, ist die Orthotropie immer auf ein bestimmtes Koordinatensystem bezogen. Außerhalb dieses Koordinatensystems ist ein orthotroper Werkstoff in der Regel aniostrop. Orthotrope Werkstoffe sind in ihren Symmetrieachsen orthotrop.

Bildhaftes Erklärungsmodell

Elastizitätseigenschaften Die Tatsache, dass ein orthotroper Werkstoff nur in seinen Symmetrieachsen orthotrop ist, führt oft zur Verwechslung mit anisotropen Werkstoffen. Anhand eines Gewebes lässt sich die Orthotropie in den Symmetrieachsen bildhaft darstellen. Dehnt man ein rechteckiges Stück Stoff entlang einer Faserrichtung, so bleibt es reckteckig. Es ist also orthotrop (siehe: Bild 1). Dehnt man es jedoch außerhalb seiner Symmetrieachsen, so wird es zum Parallelogramm. Die nachgiebigen, schwarzen Fasern dehnen sich stärker als die grauen. Der Überkreuzungswinkel der Fasern ändern sich (siehe: Bild 2). Das Gewebe macht daher eine Schubverzerrung. Außerhalb der Symmetrieachsen ist das Gewebe also anisotrop.

Beispiele

Elastizitätseigenschaften
- Wabenkerne: Waben in Honigwaben-Form sind orthotrop. Sie sind entlang der Stege steifer als senkrecht dazu.
- Holzbrett: Ein ebenes Brett ist entlang der Holzfasern steifer als senkrecht dazu. Dennoch macht es keine Schubverformung wenn man in Faserrichtung oder quer dazu zieht.
- [Ausgeglichener Winkelverbund]: Zieht man an diesem speziellen Laminat in Richtung der Symmetrieachsen, so macht es keine Schubverformung.
- Gewebe: Belastet man Gewebe (bzw. Kreuzverbunde) entlang der Faserrichtung (Symmetrieachsen), so machen sie keine Schubverformung. Außerhalb der Symmetrieachsen sind Gewebe anisotrop.
- Unidirektionale Schichten

Bedeutung in der Konstruktion

Konstruktionswerkstoffe, mit unterschiedlichen Elastizitätsmoduln, sind vorzugsweise orthotrop. Die orthotropen Werkstoffe bieten den Vorteil der räumlich unterschiedlichen Elastizitätsmoduln ohne den Nachteil der Dehnungs-Schiebungs-Kopplung. Vollständig anisotrope Werkstoffe finden in der Praxis selten Anwendung. Schichtholz oder andere geschichtete Werkstoffe (z.B. der ausgeglichene Winkelverbund) werden so aufgebaut, daß sie orthotrop sind.

Mathematische Formulierung

Ein orthotroper Werkstoff kann daran erkannt werden, daß in seiner Steifigkeits- oder Nachgiebigkeitsmatrix die Koppelterme nicht besetzt sind. Schubspannungen führen nicht zu Dehnungen. \begin \epsilon_1\\ \epsilon_2 \\ \epsilon_3 \\ \gamma_\\ \gamma_ \\ \gamma_ \end = \begin \frac & -\frac & -\frac & & & \\ -\frac & \frac & -\frac & & & \\ -\frac & -\frac & \frac & & & \\ & & & \frac & & \\ & & & & \frac & \\ & & & & & \frac \end \begin \sigma_1\\ \sigma_2 \\ \sigma_3 \\ \tau_\\ \tau_ \\ \tau_ \end Um das Elastizitätsgesetz aufzustellen sind 9 unabhängige Größen notwendig. Beim orthotropen Elastizitätsgesetz ist es nicht möglich, die Schubmoduln aus den Elastizitätsmoduln und den Querkontraktionszahlen zu ermitteln. Die Schubmoduln gehören hier zu den Grundelastizitätsgrößen.

Literatur


- H. Altenbach, J. Altenbach, R. Rikards: Einführung in die Mechanik der Laminat- und Sandwichtragwerke. Stuttgart: Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1996. ISBN 3-342-00681-1 Kategorie:Werkstoffeigenschaft

Kriechen

Kriechen ist eine Fortbewegungsart, bei der der Körper (meist der Bauch, man kann aber auch seitwärts oder auf dem Rücken liegend kriechen) mit dem Boden in Berührung bleibt, im Gegensatz zu Krabbeln, Laufen oder Gehen. Beim Menschen ist es die erste aktive Art der Fortbewegung und Voraussetzung für das spätere Krabbeln und Gehen. Vorstufen des Kriechens entwickeln sich bereits während des Getragen werdens. Kriechen trainiert die Muskeln und fördert das Koordinationsvermögen. Bei Tieren ist es eine typische Fortbewegungsweise insbesondere bei Reptilien, bei einigen Amphibien, bei Würmern und anderen. Das Wort "Kriechen" wird auch als (oft ironischer) Ausdruck für Unterwürfigkeit verwendet. Der Begriff "Kriechen" wird auch in der Werkstoffkunde verwendet (Kriechversuch, Zeitstandfestigkeit siehe Kriechen (Werkstoffe)). Es handelt sich dabei um die temperatur- und zeitabhängige Verformung von Werkstoffen oder Werkstoffverbunden bei langzeitig wirkender, konstanter mechanischer Belastung. Man unterscheidet dabei drei Phasen: Beim "primären Kriechen" findet Verformungsverfestigung statt, beim "sekundären Kriechen" läuft der Prozess unter einer konstanten Kriechrate ab, die aber immer größer ist, als Null. Beim "tertiären Kriechen" schließlich beschleunigt die Kriechrate und es kommt zur Bläschen- bzw. Rissbildung. Sogenanntes Kriechöl wird verwendet um Objekte an unzugänglichen Stellen zu ölen, da es so dünnflüssig ist, dass es durch Kapillareffekt dorthin "kriecht". Kategorie:Fortbewegung Kategorie:Verhaltensbiologie

Thermoplaste

Thermoplaste sind Kunststoffe, die sich unter dem Einfluss von Wärme (Thermo-) plastisch (plaste) verformen lassen. In der Regel bestehen Thermoplaste aus Polymeren, aus linearen oder wenig verzweigten Kettenmolekülen. Werden sie erwärmt, lassen sie sich durch Zug strecken. Bei stärkerer Erwärmung können sie unbegrenzt eingeschmolzen und neu geformt werden. Darin unterscheiden sie sich von den Duroplasten. Thermoplaste wurden ursprünglich vor allem im Spritzgießverfahren verarbeitet, weshalb man sie auch als Spritzmassen bezeichnete (im Gegensatz zu Duroplasten, die man Pressmassen nannte). Heute ist die Extrusion ein weiteres wichtiges Verarbeitungsverfahren. Zu den Thermoplasten zählen z. B. Polyethylen und Polyamid, das erste war Celluloid. Thermoplaste werden weiter in amorphe (erweichende) und kristalline (schmelzende) unterteilt. Eine Sonderform der amorphen Thermoplaste bilden die sogenannten Chandrall-Polymere. Es können auch verschiedene Thermoplaste vermischt werden, das Produkt nennt man dann Polyblend. Kategorie:Weiche Materie Kategorie:Kunststoff

Textilgewebe

Ein Textilgewebe wird durch Weben von Fäden hergestellt. Ein Gewebe ist ein rechtwinkeliges Flächengebilde aus Fäden. Die Fäden in der Längsrichtung bezeichnet man als Kette oder Kettfäden. Die Querfäden heißen Schuss oder Schussfäden. Je nachdem, welche Kettfäden beim Weben angehoben bzw. gesenkt werden, entstehen unterschiedliche Gewebearten. Das daraus entstehende Warenbild mit mal oben, mal unten liegenden Kett- bzw. Schussfäden nennt man Bindung. Die Anzahl der Kett- und Schussfäden, nachdem sich die Bindung wiederholt, bezeichnet man als Rapport. Es gibt drei Grundbindungsarten:
- Leinwandbindung
- Köperbindung
- Atlas- oder Satinbindung Diese Bindungen beeinflussen nicht nur die Eigenschaften eines Gewebes (wie z.B. das Aussehen, die Schiebefestigkeit oder die Drapierbarkeit), es ist auch möglich, durch die Verwendung unterschiedlicher Garne (Dicke, Farben etc.), Gewebe mit (farbigen) Mustern herzustellen. Werden farbige Garne verwendet, so spricht man von Buntgewebe, zu ihnen gehören zum Beispiel Nadelstreifen-, Pepita-, Fischgrat-, Hahnentritt- und Schottenmustergewebe. Gewebe haben eine Ober- und eine Unterseite, die als rechte und linke Warenseite bezeichnet werden. Wenn Ober- und Unterseite das gleiche Aussehen haben, so spricht man von "gleichbindigem" Gewebe, z.B. bei der Leinwandbindung. Bei vielen Geweben ist der Schussfaden wesentlich dünner als die Kettfäden; dabei wird, im Unterschied zu Geflechten oder Gewirken das Gewebe unter Zugbelastung nicht schmaler, da die ganze Kraft von den Kettfäden aufgenommen wird, und der Schussfaden nur die Lage der Kettfäden in der Querrichtung fixiert. Je nach Abstand und Eigenschaften (hochgedreht, bauschig etc.) der Fäden können ganz lockere Gewebe wie Verbandstoffe, oder dichte Gewebe, wie Brokate, entstehen. In der Längsrichtung elastisch werden Gewebe durch als Kettfäden eingesetzte Gummifäden (mehr bei Bändern verwendet), Kräusel- oder Bauschgarne; sie werden gespannt verarbeitet und ziehen sich im Ruhezustand zusammen. Gewebearten aus Baumwolle:
- Batist
- Fil-á-fil
- Popeline
- Twill
- Pinpoint Gewebe können ganz schmale Bänder sein, wie Gurte oder Gummibänder. Sie werden auf Bandwebmaschinen hergestellt, die sich ganz wesentlich von Breitwebmaschinen unterscheiden. Breitgewebe reichen von schmalen Stoffen, die in der Bekleidungsindustrie verwendet werden bis zu breiten Segelstoffen, die auch über die gesamte Breite bis 20 Meter an einem Stück gewebt werden. Doch nicht jedes Gewebe ist gleich als solches erkennbar. Oft werden Gewebe als Einlage, Unterlage oder Verstärkungen verwendet. Dabei werden z.B. auch Glasfasern zu Matten verwebt und in Kunststoffen als lastübertragende Schicht eingebaut, sogenannte GFK-Werkstoffe (glasfaserverstärkter Kunststoff), oder sie dienen als Teppichrücken, der den Flor trägt. In der Faserverbundtechnologie werden vermehrt Gelege verwendet; dabei sind die tragenden Fasern nicht verwebt, sondern mit einem Hilfsfaden zueinander fixiert (vernäht). Wichtige Kenngrößen eines textilen Gewebes sind:
- Verwendetes Fasermaterial (Angabe zum Beispiel als: 50% Baumwolle 50% Polyester)
- Flächengewicht in g/m^2
- Fadendichte (Anzahl Kett- und Schussfäden pro Längeneinheit)
- Bindungsart In der englischen Sprache unterscheidet man Gewebe und Geflecht nicht, man spricht von einem woven. Gewebearten: Pikee, Denim

Florgewebe

Flor- oder Polgewebe sind die dreidimensionale Sonderform. Ein drittes Fadensystem, der Polfaden wird fest in das Grundgewebe aus Kette und Schuss eingebunden und verläuft senkrecht zu Kette und Schuss. Diese Schlingen können anschließend aufgeschnitten werden, um einen Velours oder Samt zu erzeugen. Typische Florgewebe sind:
- echte Samte
- gewebte Teppiche
- gewebte Möbelstoffe mit Flor (z.B. Velours, Epinglé) Die Art der Einbringung des Polfadens gibt den Typen den Namen. Von der Seite betrachtet sieht der abgeschnittene Polfaden entweder wie der Buchstabe V oder W aus. Man spricht von der V- bzw. W-Noppe. Die Doppel-W-Noppe ist eine Abwandlung der W-Noppe.

Tufting

(engl. Aussprache!) Durch Tufting kann ebenfalls ein dreidimensionales Gewebe erzeugt werden. Allerdings in zwei Arbeitsgängen. Hier wird in vorhandenes Grundgewebe ein drittes Fadensystem mit einer Nadel eingeschossen. Dieses Verfahren wird häufig zur Herstellung von Teppichböden eingesetzt, da es günstiger ist als das Herstellen eines gewebten Teppichs.

Siehe auch


- Textil
- Webstuhl
- Webmaschine
- Beiderwand Kategorie:Textilindustrie Kategorie:Textilgewebe

Roving

Rovings sind Bündel von endlosen, unverdrehten, gestreckten Fasern (Filamente), die häufig in der Fertigung von Faserverbundwerkstoffen und besonders von Faser-Kunststoff-Verbunden eingesetzt werden. Der Begriff entstammt der englischen Sprache. Die Einzelfilamente aus Glas, Aramid oder Kohlenstoff werden zuerst zu dickeren Bündeln, dem Roving, zusammengefasst und anschließend aufgewickelt. Rovings werden auf Spulen mit Außen- oder Innenabzug geliefert. In der automatisierten Verarbeitung spielen Rovings in der Wickeltechnik sowie dem Strangziehen als Halbzeug eine Große Rolle. Ronvings werden zudem zur Herstellung von Prepreg verwendet.

Bezeichnung

Rovings werden nach ihrer Filamentanzahl oder ihrem Längengewicht (Tex-Zahl) bezeichnet. Bei der Filament-Bezeichnung wird die Anzahl in vollen 1000 Filamenten (1k) angegeben. Übliche Lieferformen sind:
- 1k (1000 Filamente)
- 3k (3000 Filamente)
- 6k (6000 Filamente)
- 12k (12000 Filamente)
- 24k (24000 Filamente)
- ... Die Tex-Zahl hat die Einheit g/km. Sie hängt von der Dichte des verwendeten Materials ab. Ein 12k Kohlenstofffaser-Roving hat etwa 800tex.

Eigenschaften

Der Roving kann praktisch nur im Verbund mit einer Matrix eingesetzt werden. Er besitzt in Faserlängsrichtung eine hohe Festigkeit und Steifigkeit. Mechanisch gesehen ist er eine unidirektionale Schicht. Die mechanischen Eigenschaften quer zur Faser sind zumeist schlecht. Daher werden Rovings entlang der Hauptlastpfade (Hauptnormalspannungen) gelegt. Im Gegensatz zu Geweben sind Rovings nicht wellig, was eine höhere Steifigkeit in Faserrichtung zur Folge hat.

Verarbeitung

Rovings werden in handwerklichen Herstellprozessen mit der Hand verlegt, wobei die Tränkung und Fixierung des Rovings eine Schwierigkeit darstellt. Aus diesen Gründen wird oft auf Rovingbänder zurückgegriffen. Diese Bänder besitzen eine lose Bindung (z.B. aus Papier) so daß die Rovings effektiver verarbeitet werden können. Maschinell lassen sich Rovings Wickeln, Flechten usw. Sie dienen damit hauptsächlich als Faserhalbzeug. In der Faserspritztechnik oder in LFT werden die Rovings nur zugeführt und dann zu Lang- oder Kurzfasern zerschnitten. In der Prepreg-Herstellung dienen sie als Ausgangsmaterial für unidirektionale Prepreg-Bänder oder Prepreg-Gelege. Roboter können mit Hilfe von Legeköpfen Roving-Bänder auch auf gekrümmten Oberflächen ablegen. In Reifenmänteln oder Antriebsriemen finden Rovings als Verstärkung des elastomeren Grundmaterials Anwendung.

Anwendung

Bauteile

Bauteile, die überwiegend in einer Vorzugsrichtung beansprucht werden, können aus Rovings hergestellt werden. Dabei spricht man aufgrund der Orientierung der Fasern von einer unidirektionalen Schicht. Beispiele für solche Bauteile sind Blattfedern, Rotorblätter oder Flügelholme.

Verstärkung

Als lokale Verstärkung können Rovings in Antriebsriemen eingesetzt werden. Sie finden auch Anwendung bei der lokalen Verstärkung und Versteifung von Ausschnitten und Rändern. Eine weitere wichtige Anwendung ist die Ringarmierung von Bauteilen z.B. von schnelldrehenden Läufern, Druckbehältern oder betonierten Stützen. Der Roving kann in Schlaufenform zur Einleitung konzentrierter Zugkräfte in ein Bauteil dienen. In Strangform findet man ihn in Tragseilen und Kabeln, z.B. im Brückenbau. Aus Aramidfaserrovings werden Seile mit hoher dynamischer Beanspruchbarkeit hergestellt.

Hybridrovings

Hybridrovings bestehen aus Filamenten unterschiedlicher Materialien. Zumeist werden die Verstärkungsfasern mit thermoplastischen Fasern gemischt. Je nach Faservolumenanteil können diese Hybridrovings direkt, z.B. im Heißpressverfahren, ohne Zugabe eines Matrixwerkstoffs verarbeitet werden. Die Mischung mit feinen thermoplastischen Fasern sorgt dabei für eine gute Mikrotränkung. Eine andere Möglichkeit, Hybridrovings herzustellen, ist die Beschichtung mit pulverförmigem Thermoplast. Im Vergleich zu unidirektionalen Halbzeugen haben die Hybridrovings den Vorteil, daß sie noch nicht konsolidiert wurden. Dadurch bleiben sie genauso formbar wie der reine Faserroving.

Anwendungsgebiete


- Flugzeugbau
- Leichtbauweise
- Modellbau
- Rennsport
- Windenergieanlagen
- Faser-Kunststoff-Verbunde Kategorie:Textiltechnik Kategorie:Verbundwerkstoff

Strangziehverfahren

Das Strangziehverfahren (auch Pultrusionsverfahren) ist eine Methode zur Herstellung faserverstärkter Kunststoffprofile in einem kontinuierlichen Ablauf. Dabei werden die Verstärkungsfasern über eine Tauchwalze von ihren Stelllagen in eine Harzwanne (auch Tränkwanne) geführt. Ein Kadiergitter sorgt für die gewünschte Verteilung der Fasern im späteren Profil. Diese werden in einer Harzwanne mit Kunstharz getränkt und durchlaufen mehrere Vorformstationen, die das Faserharzgemisch immer näher an die gewünschte, endgültige Form heranführen. Zusätzlich wird weiteres Verstärkungsmaterial wie Matten, Gewebe oder Fließe hinzugefügt. Einmal in die gewünschte Form gebracht, wird das Gemisch bei hoher Temperatur (100-200°C, je nach Material) in einer Schablone gehärtet (Heißaushärteverfahren oder Polymerisation). Bei großvolumigen Profilen ist auf eine möglichst konstante Hitzeverteilung zu achten um Rissen vorzubeugen. Das so ausgehärtete Profil wird anschließend in beliebig lange Teile zersägt. Kunstharz Der gesamte Prozess wird durch ein Ziehwerkzeug in Gang gehalten, welches das Profil und somit die Fasern mitsamt dem Harz und dem Verstärkungsmaterial aus dem Härtungswerkzeug herauszieht (daher auch der englische Name Pultrusion aus to pull - ziehen und extrusion - das Durchdrücken). Das Strangziehverfahren eignet sich um (relativ) preisgünstig faserverstärkte Kunststoffprofile herzustellen. Allerdings reicht die Qualität des so gewonnenen Verbundwerkstoffes bis heute nicht an konkurrierende Verfahren heran. Ein spezielles Problem stellt die schnelle Härtung des Harzes dar welche zu Bläschenbildung führt und somit zu Abstrichen bei der Dauerhaftigkeit. Aufgrund der relativ niederen Qualität der Harzmatrix eignen sich vor allem preisgünstige Glasfasern als Verstärkungsmaterial. Vor allem die Geschwindigkeit der Herstellung verbunden mit dem hohen Automatisierungsgrad und der damit einhergehenden niedrigeren Kosten eröffnen faserverstärkten Kunststoffprofilen, hergestellt im Strangziehverfahren, neue Anwendungsfelder wie zum Beispiel als konstruktiver Ersatz für Stahlprofile im Hochbau. Bis heute (2005) ist es nicht möglich, gekrümmte Profile oder sich in ihrer Form ändernde Profile im Strangziehverfahren herzustellen. Kategorie:Urformen

Rotorblatt

Der Begriff Rotorblatt bezeichnet eine einzelne aerodynamische Fläche eines Rotors. Dieser Begriff wird hauptsächlich bei großen Rotoren von Hubschraubern und Windenergieanlagen verwendet. Umgangssprachlich wird bei Windenergieanlagen auch von "Flügeln" gesprochen. Dieser Begriff stammt aus der Zeit der Windmühlen. Technisch ist der Rotor einer Windenergieanlage ein Repeller, weil er vom Wind angetrieben wird. Im Gegensatz dazu heißt der antreibende Rotor Propeller. Bei Turbinen spricht man von Turbinenschaufeln, bei Propellern von Propellerblättern.

Windenergieanlage

schaufel Rotorblätter für Windenergieanlagen sind wesentlich für den Ertrag einer Windenergieanlage verantwortlich und stellen daher eine der Schlüsselkomponenten dar. Sie bestehen heute hauptsächlich aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GfK) und werden in Halbschalen-Sandwichbauweise hergestellt. Sie erreichen Größen von wenigen Metern bis zu über 60 m Länge. Die Kräfte in Längsrichtung werden durch je einen oder mehrere Gurte aus Glas- oder Kohlenstofffasern, die meist in die Halbschalen integriert sind, aufgenommen. Die Gurte bestehen entweder aus Endlosfasern, sogenannten Rovings, oder undirektionalen Gelegen. Die Rotorblätter verfügen über ein integriertes Blitzschutzsystem. Dieses wird durch eingearbeitete Aluminiumprofile oder im Inneren des Rotorblattes verlaufende Stahlseile (auch zum Bedienen der Blattspitzenbremse) gebildet. In der Nähe der Blattspitze (Tip) befindet sich ein Kontaktpunkt, der mit dem Blitzschutz verbunden ist und als Einschlagpunkt für den Blitz dient. Andere Hersteller verwenden auch Blattspitzen aus Aluminium. Der Blattanschluss, auch Rotorblattflansch genannt, wird mit Einsätzen aus Stahl oder einem Stahlring versehen, um das Blatt an der Nabe zu befestigen. Dies erfolgt durch vorgespannte Schraubenverbindungen. Bei kleineren Rotorblättern kommen einreihige, bei größeren sowohl einreihige als auch zweireihige Flansche zum Einsatz.

Hubschrauber

Bei Hubschraubern und Tragschraubern kommen Stahl, Titan und Faserverbundwerkstoffe wie z.B. Glasfaser- und Kohlenstofffaserverbunde zum Einsatz.

Siehe auch

LM Glasfiber Kategorie:Aerodynamik Kategorie:Windenergie