Was sind verstärkte Kunststoffe?
Verstärkung kann definiert werden als der Vorgang, etwas stärker zu machen, indem Material hinzugefügt wird, das zusätzliche Unterstützung oder Struktur bietet. Verstärkte Kunststoffe sind Kunststoffe, deren Eigenschaften durch den Zusatz anderer Materialien verbessert wurden. Beispielsweise sind verstärkte Kunststoffe in der Regel robuster und werden von Wärme weniger beeinträchtigt als normale Kunststoffe. Verstärkte Kunststoffe werden in verschiedenen Industrien zur Herstellung verschiedener Arten von Produkten verwendet. Zwei gebräuchliche Typen sind glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) und kohlenstoffverstärkte Kunststoffe (CFK).
Kunststoffe gelten als vielseitige Werkstoffe. In vielen Fällen sind Kunststoffe jedoch zu schwach, wenn etwas nicht hinzugefügt wird, für die Zwecke, die die Menschen gerne verwenden würden. Diese schwachen Materialien werden oft als Matrix bezeichnet.
Durch die Verstärkung von Kunststoffen werden diese im Allgemeinen fester und elastischer. Der Grad der Festigkeit und Elastizität kann durch Faktoren wie die Art des Verstärkungsmaterials, die Konzentration dieses Materials und die Positionierung des Materials beeinflusst werden. Wenn einer Matrix etwas hinzugefügt wird, wird das resultierende Produkt oft als Composite bezeichnet.
Zur Herstellung von GFK wird ein Thermoplast wie Polyester mit Glasfasern kombiniert. Es gibt verschiedene Methoden, um dies zu erreichen, aber eine beliebte besteht darin, eine Matte aus den Glasfasern herzustellen. Dies kann erfolgen, indem die Glasfasern in die gewünschten Richtungen angeordnet werden, mehrere Schichten hergestellt werden und mit dem Thermoplasten verbunden werden. Die mit GFK hergestellten Produkte werden häufig mit Formen hergestellt.
Es wird angenommen, dass die Idee im Vereinigten Königreich während des Zweiten Weltkriegs entwickelt wurde, aber im Allgemeinen wird kein bestimmtes Datum oder Erfinder anerkannt. Derzeit gibt es viele Hersteller dieser verstärkten Kunststoffe. GFK werden häufig zur Herstellung von Teilen für Yachten, Hochleistungsautos und Flugzeuge verwendet.
Ein Polymer ist eine Struktur aus zahlreichen miteinander verbundenen Molekülen. Zur Herstellung von CRP wird ein Polymer wie Epoxy mit Kohlenstofffasern kombiniert. Eine Kohlefaser wird im Allgemeinen durch Erhitzen eines anderen Polymertyps wie Polyacrylnitril hergestellt. Wenn dieser Prozess ordnungsgemäß ausgeführt wird, entstehen Carbonfäden, auch Carbonfasern genannt.
CRP wird oft nach einem ähnlichen Verfahren hergestellt wie GRP. Die Kohlenstofffasern werden nach einem von mehreren Verfahren zu einem Stoff verarbeitet. Schichten dieses Stoffes werden dann in eine Form gelegt. Danach wird das Epoxidharz zum Füllen der Form verwendet, und sobald es getrocknet ist, wirken die Kohlenstofftücher als Verstärkung, ohne viel Gewicht hinzuzufügen. CRP wird zur Herstellung von Gegenständen wie Fahrradteilen, Raumfahrzeugteilen und Poolstöcken verwendet.