Strahlenbehandlung Der Faser-Matrix-Haftung auf die Sprünge helfen

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BGS Beta-Gamma-Service GmbH & Co. KG

In den vergangenen Jahren hat die Qualitätsverbesserung von Kunststoffen mittels hochenergetischer Elektronenstrahlung verfahrenstechnisch den Durchbruch geschafft. Kurze Prozesszeiten in kontinuierlich operierenden Anlagen ermöglichen inzwischen die Einbindung der Strahlenvernetzung in die Großserienfertigung. Damit steht den Konstrukteuren, zum Beispiel in der Automobilindustrie, eine weitere Werkstoffoption für den Leichtbau offen.

Verbesserung der Eigenschaften von Kunststoff in Sekundenschnelle

Mit Massenkunststoffen wie Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid haben sie nun auch eine preiswerte Alternative zu Hochleistungskunststoffen für sensible Anwendungsbereiche. Selbst unter der Motorhaube halten strahlenvernetzte Kunststoffteile den dort herrschenden hohen Temperaturen und aggressiven Umgebungsbedingungen stand. So ist es dem Dienstleister BGS Beta-Gamma-Service GmbH & Co. KG, Wiehl bei Köln, in Zusammenarbeit mit Kunststoffherstellern und -verarbeitern gelungen, einen Polyamidwerkstoff motorraumfest zu machen.

Der Effekt energiereicher Strahlung auf Kunststoffe ist schon seit Langem bekannt: Unter dem Einfluss energiereicher elektromagnetischer Gammastrahlung oder korpuskularer Elektronenstrahlung brechen die meist sehr langen Molekülketten der Polymerwerkstoffe auf. Dabei werden Elektronen aus den Atomen der Kunststoffmoleküle herausgeschleudert und treten ihrerseits in Wechselwirkung mit den zurückgebliebenen Molekülradikale. In Sekundenbruchteilen vernetzen sich die Molekülradikale durch Rekombination erneut, wobei sich die Werkstoffeigenschaften vieler Massenkunststoffe hinsichtlich Festigkeit oder Hitzebeständigkeit zum Teil so verbessern, dass sie mit Hochleistungskunststoffen konkurrieren können.

Strahlenbehandlung bietet Ansätze zur Verbesserung der Faserhaftung

Bei dem verbesserten Polyamidwerkstoff für den automobilen Leichtbau handelt es sich um einen strahlenvernetzten Faser-Kunststoff-Verbund mit 15 % Glasfaseranteil. Bekanntlich haben Faserverbundkunststoffe (FVK) im Vergleich zu unverstärkten Polymerwerkstoffen erheblich bessere mechanische Werkstoffeigenschaften, denn die Festigkeit der eingelagerten Fasern ist wesentlich höher als die der Matrixwerkstoffe.

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