Vorteilhafte Substitutionseffekte durch Thermoplaste

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AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

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Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff- Forschung e. V.

Die Optimierung der Deckschichten hinsichtlich des Glasfaseranteils und der Flächenmasse führte zu Maximalwerten beim Verarbeiten von Deckvliesen mit 50 Masse-% Glasfasern und 550 g/m² Flächenmasse. Je nach Zusammensetzung und Flächenmasse der Deckschicht wurden Biegefestigkeiten von 3 bis 12 MPa erreicht. Der Biege-E-Modul variierte von 600 bis 1200 MPa. Auch die Haftfestigkeit zwischen Kern und Deckschichten wurde geprüft. Es zeigte sich, dass PP-Adhäsionsschichten zwischen Kern und Deckschicht eine um den Faktor 10 erhöhte Trennkraft bewirken.

Gleichwertige Biegemoduln bei Deckschichten mit Naturfasern

Auch Naturfasern bieten sich aufgrund des hohen Faser-E-Moduls zur Verstärkung von Sandwichstrukturen an und lassen sich gut zu Vliesstoffen verarbeiten. So haben Biegeversuche gezeigt, dass Sandwichstrukturen mit Flachsfaser/PP-Deckschichten gleichwertige Biegemoduln wie mit Glasfaser/PP-Deckschichten erzielen können.

Unter dem Gesichtspunkt des Leichtbaus und unter der Maßgabe, steife Verbundwerkstoffe zu entwickeln, erfolgte eine werkstoffliche Optimierung der Sandwichstrukturen. Dazu wurden Glasfaseranteile gegen Anteile von Carbonfasern ausgetauscht. Im Vergleich zu Glasfasern haben Carbonfasern bessere gewichtsspezifische Eigenschaften. Das führte dazu, dass eine zusätzliche Gewichtseinsparung von mehr als 5 % und eine signifikant höhere Sandwichsteifigkeit erreicht wurden.

Recyclingfasern senken die Kosten ohne Verlust an Biegesteifigkeit

Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit wurden für die Herstellung der Deckvliese auch Recyclingfasern verwendet. Recyclingfasern fallen in großen Mengen bei der Wiederverwertung von Produktionsabfällen an und sind deutlich kostengünstiger als Primärfasern. Aus den Ergebnissen der Durchbiegeprüfung an ebenen Platten geht hervor, dass beim Einsatz von Recyclingfasern nicht mit einem Verlust an Steifigkeit gerechnet werden muss. Zusätzlich lässt sich derzeit beim Einsatz von Recyclingfasern in einem Deckvlies aus 50 Gew.-% Polypropylenfasern und 50 Gew.-% Glasfasern ein Preisvorteil von mehr als 40 % erzielen.

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