Glasfaserverstärkte Kunststoffe

ISBN-13: 9783642526893 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 698 str.

Harro Hagen

Spis treści

1 Rohmaterialien.- 1.1 Harze.- 1.1.1 Ungesättigte Polyesterharze.- 1.1.1.1 Polyesterharze (PE-Harze).- Dicarbonsäuren.- Dialkohole.- Die Veresterung der Dicarbonsäuren mit den Dialkoholen.- 1.1.1.2 Monomere Lösungsmittel.- Monofunktionelle Monomere.- Polyfunktionelle Monomere.- 1.1.1.3 Zusammenhänge zwischen Aufbau und Eigenschaften der Polyesterharze.- 1.1.1.4 Hitzebeständige PE-Harze.- Hochwarmfeste Einstellungen.- GFK bei extrem hohen Temperaturen.- 1.1.1.5 Schwer entflammbare Kombinationen.- 1.1.1.6 Herstellen der Harzansätze.- 1.1.2 Andere Harze.- 1.1.2.1 Phenolharze.- 1.1.2.2 Melaminharze.- 1.1.2.3 Furanharze.- 1.1.2.4 Expoxyharze.- Chemie der Expoxyharze.- Die Aminhärtung.- Die Hartung mit Säureanhydriden.- Höhermolekulare Härter.- Verarbeitung der Expoxyharze.- Eigenschaften und Verwendung.- 1.1.2.5 Siliconharze.- 1.1.2.6 Thermoplaste mit Glasfasern.- 1.1.2.7 Neuere Entwicklungen.- 1.1.2.8 Bestrahlung von GFK-Kunststoffen.- 1.2 Aktivieren und Stabilisieren von PE-Harzen.- 1.2.1 Grundlagen der Polymerisation.- 1.2.2 Peroxyverbindungen als Katalysatoren.- 1.2.2.1 Systematik der Peroxyde.- 1.2.2.2 Aktivität und Aushärtung durch Peroxyde.- Gehalt an Aktivsauerstoff.- Halbwertzeit.- Gelzeit.- Durchhärtung.- Anspringtemperatur.- Topfzeit.- Allgemeine Eigenschaften von organischen Peroxyden.- Anlieferungsform.- Stabilität und Lagerhaltung.- Gefährlichkeit von Peroxyden.- Physiologisches Verhalten von Peroxyden.- 1.2.2.3 Spezielle Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten der wichtigsten Peroxyverbindungen.- Alkyl- und Aralkylhydroperoxyde.- Dialkyl- und Diaralkylperoxyde.- Alkylpersäuren.- Ester von Alkyl- und Arylpersäuren.- Diacyl- und Diaroylperoxyde.- Peroxyderivate von Ketonen.- Peroxyderivate von Aldhyden.- Acetalperoxyde.- 1.2.3 Beschleuniger.- 1.2.3.1 Beschleunigung durch Metallverbindungen.- 1.2.3.2 Beschleunigung durch Amine.- 1.2.3.3 Beschleunigung durch schwefelhaltige Verbindungen.- 1.2.3.4 Beschleunigung durch andere reduzierende Verbindungen.- 1.2.4 Verzögerer und Stabilisatoren.- 1.2.5 Luftverzögerung (air inhibition).- 1.2.6 Einfluß verschiedener Zusätze auf die Polymerisation.- 1.2.6.1 Füllmittel, Pigmente und Farbstoffe.- 1.2.6.2 Feuerhemmende Mittel.- 1.2.6.3 Glasfasern.- 1.2.6.4 UW-Absorber.- 1.2.6.5 Lösungsmittel und Weichmacher.- 1.2.6.6 Wasser.- 1.2.7 Lagerfähigkeit von katalysierten Ansätzen (Topfzeit).- 1.2.7.1 Prepregs und Preßmassen.- 1.2.7.2 Beschleunigte Ansätze.- 1.2.7.3 Sonstige Maßnahmen.- 1.2.8 Wahl des Katalysatorsystems.- 1.2.8.1 Abhängigkeit vom Polyesterharz.- 1.2.8.2 Abhängigkeit vom Verarbeitungsverfahren.- Verarbeitungstemperatur.- sehr niedrige Temperatur.- Raumtemperatur.- Mäßige Temperatur.- Hohe Temperatur.- Topfzeit.- Gelzeit.- Durchhärtung.- Farbe der Fertigteile.- Verfärbungen durch Kobalt.- Verfärbungen durch Belichten.- Elektrische Eigenschaften der Fertigteile.- Formgebung des Fertigteiles.- 1.2.8.3 Reihenfolge der Zugabe der Peroxyde und Beschleuniger bei Raumtemperaturhärtung.- 1.2.8.4 Fehler in den Fertigteilen durch ein falsches Katalysatorsystem oder eine falsche Anwendung des Katalysatorsystems.- Unterhärtung.- 1.2.9 Andere Katalysatoren.- 1.2.9.1 Azoverbindungen.- 1.2.9.2 Photopolymerisation ; Bestrahlung.- 1.2.9.3 Verschiedene weitere Katalysatoren.- Styroloxyd.- Sulfinsäure.- Andere Schwefelverbindungen.- 1.2.10 Lichtstabilisatoren und UV-Durchlässigkeit.- 1.3 Hilfsstoffe.- 1.3.1. Füllstoffe.- 1.3.2 Farbstoffe.- 1.3.3 Weichmacher.- 1.4 Glasfasern.- 1.4.1 Herstellung.- 1.4.1.1 Diisenziehverfahren.- 1.4.1.2 Düsenblasverfahren.- 1.4.1.3 Stabziehverfahren.- 1.4.2 Eigenart und Struktur von Glasfasern.- 1.4.3 Schlichtung und Gewebeendbehandlung.- 1.4.3.1 Fadenschlichtung.- Kunststoffschlichten.- Haftmittel auf Basis OrganoChrom-Komplexe (VOLAN).- Haftmittel auf Basis Silanverbindungen.- Weitere Haftmittel.- Textilschlichten.- 1.4.3.2 Entschlichten und Gewebeendbehandlung.- 1.4.3.3 Vergleichende Beurteilung der Schlichten und Haftmittel.- 1.4.4 Technologische Eigenschaften der Glasfaser.- Elektrische Eigenschaften.- 1.4.5 Textile Glasfasererzeugnisse.- 1.4.5.1 Glasseidenspinnfäden.- 1.4.5.2 Glasseidengarne und -zwirne.- 1.4.5.3 Rovings (Glasseidenstränge) und Fachmaterial.- 1.4.5.4 Glasseidengewebe.- 1.4.5.5 Glasfasermatten.- Matten aus geschnittenen Glasseidenfäden.- Oberflächenmatten.- Glasfaserpapiere.- 1.4.5.6 Stapelfasern.- 1.5 Andere Fasermaterialien.- 1.6 Giftigkeit der Rohstoffe.- 2 Physikalische Eigenschaften glasfaserverstärkter Kunststoffe.- 2.1 Mechanische Eigenschaften.- 2.1.1 Zugfestigkeit.- 2.1.2 Druckfestigkeit.- 2.1.3 Biegfestigkeit.- 2.1.4 E-Modul.- 2.1.5 Schlagzähigkeit.- 2.1.6 Scherfestigkeit.- 2.1.7 Weitere Hinweise.- 2.2 Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von der Verarbeitung.- 2.2.1 Härtebedingungen.- 2.2.2 Haftmittel, Härter, Katalysatoren usw.- 2.3 Temperaturabhängigkeit der mechanischen Werte.- 2.3.1 Formbeständigkeit in der Wärme.- 2.3.2 Temperaturabhängigkeit der mechanischen Werte bei Kurzzeitprüfung.- 2.3.3 Beständigkeit der mechanischen Werte bei Wärmealterung.- 2.3.4 Verhalten bei gleichzeitiger thermischer und mechanischer BeBeanspruchung.- 2.3.5 Verhalten bei kurzzeitiger Einwirkung sehr hoher Temperaturen.- 2.3.6 Verhalten bei tiefen Temperaturen.- 2.3.7 Thermische Daten.- 2.4 Langzeitfestigkeit und Ermüdung.- 2.4.1 Statische Beanspruchung.- 2.4.2 Dynamische Beanspruchung.- 2.5 Elektrische Eigenschaften.- 2.5.1 Temperaturabhängigkeit der elektrischen Werte.- 2.6 Lichtdurchlässigkeit und Lichtbeständigkeit.- 2.7 Beständigkeit gegenüber energiereicher Strahlung.- 2.8 Wasser- und Witterungsbeständigkeit.- 2.9 Chemikalienbeständigkeit.- 3 Herstellungsverfahren für glasfaserverstärkte Kunststofferzeugnisse.- 3.1 Herstellen von Formartikeln in zweiteiligen Werkzeugen.- 3.1.1 Vorf ormverf ahren (preforming).- 2.1.1.1 Vorformmaschinen.- Die Schneidvorrichtung (cutter).- Verteiler (distributor).- Beflockungskammer.- Trockenofen.- Das Arbeiten mit der Vorformmaschine.- 3.1.1.2 Beflocken in offenen Anlagen (Handmethode) und Sprühverfahren (spray up).- Handmethode ohne cutter.- 3.1.1.3 Wassermethode.- 3.1.1.4 Binder für die Vorformlinge.- 3.1.1.5 Vorformen und Vorformlinge.- 3.1.1.6 Pressen.- Mechanisch schließende Pressen.- Vollhydraulische Pressen.- 3.1.1.7 Preßwerkzeuge.- Werkzeugmaterial.- Beheizung der Preßwerkzeuge.- Konstruktion von zweiteiligen Preßwerkzeugen.- Einspannen der Werkzeuge in die Presse.- 3.1.1.8 Oberflächengüte.- 3.1.1.9 Formentrennmittel.- 3.1.2 Einlegen von Matten und Geweben.- 3.1.3 Gummistempelverfahren.- 3.1.4 Einspritz- und Vakuummethode.- 3.2 Herstellung von Formartikeln in einteiligen Werkzeugen.- 3.2.1 Handauflegemethode (contact-Verfahren).- 3.2.2 Sackmethoden.- 3.2.2.1 Vakuumsackmethode.- 3.2.2.2 Drucksackmethode.- 3.2.2.3 Autoklavenmethode.- 3.2.2.4 Herstellen der elastischen Säcke.- 3.2.3 Herstellen von einteiligen Werkzeugen.- 3.2.4 Gestaltgebung für GFK-Artikel.- 3.3 Vorimprägnierte Matten und Gewebe.- 3.4 Auswahl und vergleichende Beurteilung der Herstellverfahren.- 3.5 Typische Preßf ehler und ihre Ursachen.- 3.6 Herstellen von Stäben und Profilen.- 3.6.1 Diskontinuierliche Verfahren.- 3.6.2 Kontinuierliche Produktion von Stäben und Profilen.- 3.7 Herstellen von Rohren und Fittings.- 3.7.1 Herstellen von Rohren mit konstantem Innendurchmesser.- 3.7.2 Rohre mit konstantem Außendurchmesser.- 3.7.3 Derzeitige Rohr„sorgen“.- 3.7.4 Herstellung von Fittings und komplizierten Rohrleitungen.- 3.7.5 Normungsversuche.- 3.7.6 Wickeln von Hohlkörpern.- 3.8 Herstellung von Platten.- 3.8.1 Kontinuierliche Verfahren.- 3.8.2 Diskontinuierliche Verfahren.- 3.8.3 Wellplattenherstellung.- 3.9 Herstellung und Verwendung glasfasergefüllter Preßmassen.- 3.9.1 Herstellung von GFK-Preßmassen.- 3.9.2 Verwendung und Verarbeitung von GFK-Preßmassen.- 3.9.3 Melamin- und Phenolharzpreßmassen.- 3.9.4 Siliconharzpreßmassen.- 3.10 Leichtkern-Verbundkonstruktionen.- 3.10.1 Rohstoffe.- 3.10.1.1 Waben.- Herstellen der Waben.- Eigenschaften der Waben.- 3.10.1.2 Hartschäume.- Herstellung von Hartschäumen.- Eigenschaften der Hartschäume.- 3.10.2 Klebstoffe für das Kleben von Beplankung und Kern.- 3.10.3 Herstellen von Leichtkern-Verbundteilen.- 3.10.4 Gütekontrollen mit Abnahmen.- 3.10.5 Eigenschaften von Leichtbau-Verbundkonstruktionen.- 3.10.6 Anwendungsbeispiele für GFK-Leichtbau-Verbundkonstruktionen.- 3.11 Glasfaserverstärkte Kunststoffe im Modell-, Formen-, Lehren- und Werkzeugbau.- 3.12 Neue Entwicklungen.- 3.13 Arbeitsräume.- 4 Spanabhebende Nachbearbeitung der Fertigartikel.- 4.1 Stanzen.- 4.2 Schneiden und Sägen.- 4.2.1 Verwendung von Bandsägen.- 4.2.2 Kreissägen und Trennscheiben.- 4.3 Drehen, Fräsen und Bohren.- 4.4 Schleifen und Polieren.- 4.5 Oberflächenvergütung.- 4.6 Reparatur von GFK-Teilen.- 5 GFK-Artikel als Bauelemente.- 5.1 Kleben.- 5.2 Nieten.- 5.3 Verschraubungen.- 5.4 Zusammensetzen von Verbundstoffen.- 6 Meß- und Prüfmethoden.- 6.1 Allgemeine Prüfnormen in Deutschland, USA und England.- 6.2 Allgemeine Ausgangskontrollen.- 6.3 Spezielle Prüfmethoden für Rohstoffe.- 6.3.1 Harzanalysen.- 6.3.1.1 Polyesterharze.- Bestimmung von Art und Menge des Lösers.- Untersuchungen am lösungsmittelfreien Polyesterharz.- 6.3.1.2 Epoxyharze.- Bestimmung der Epoxyäquivalente.- Bestimmung des Hydroxylgehaltes.- Aktiver Wasserstoff.- Glykol.- 6.3.2 Bestimmung der Oberflächenaktivität und Teilchengrößen von Füllstoffen.- 6.3.2.1 Ölabsorptionsmethode.- 6.3.2.2 Phenolabsorptionsmethode.- 6.3.3 Bestimmung des aktiven Sauerstoffes organischer Peroxyde.- 6.3.4 Prüfung von Haftmitteln.- 6.3.5 Faserglas.- 6.4 Betriebsüberwachung.- 6.4.1 Gelzeitbstimmung für heißhärtende Ansätze.- 6.4.1.1 Methode der SPI.- 6.4.1.2 Methode der General Electric.- 6.4.1.3 Methode Techne.- 6.4.1.4 Das Zungenviscosimeter der Agfa.- 6.4.1.5 Verschiedene andere Methoden.- 6.4.2 Bestimmung der Lebensdauer (pot life) bei Raumtemperatur.- 6.4.3 Bestimmung der Aushärtung.- 6.4.4 Bestimmung der Monomeren im Fertigteil.- 6.4.5 Nachweis kleiner Mengen von Co.- 6.4.6 Messung der Oberflächenklebrigkeit.- 6.5 Prüfmethoden für Entwicklungsarbeiten.- 6.5.1 Herstellen von plattenförmigen Gießlingen für elektrische Prüfungen oder zur Messung der Lichtabsorption und Lichtalterung.- 6.5.2 Fallkugelmethode zur Beurteilung der Bruchanfälligkeit.- 6.6 Spezielle Prüfmethoden für Fertigteile.- 6.6.1 Bestimmung des Harz- und Gasgehaltes.- 6.6.2 Mikroskopische Untersuchungen.- 6.6.3 Zerstörungsfreie Prüfmethoden.- 7 Anwendungsbeispiele.- 7.1 Schiffahrt und Bootsbau.- 7.2 Automobil mit Zubehör.- 7.2.1 Personenkraftwagen.- 7.2.2 Last- und Tankwagen, Gebrauchsfahrzeuge.- 7.2.3 Autozubehör.- 7.3 Sport- und Gebrauchsgegenstände.- 7.4 Bauwesen.- 7.4.1 Häuser und Kuppeln.- 7.4.2 Bauzubehör.- 7.5 Elektrotechnik.- 7.6 Flugzeuge und Raketen.- 7.6.1 Klein- und Segelflugzeuge.- 7.6.2 Flugzeugteile und -zubehör.- 7.6.3 Raketenteile.- 7.7 Maschinenbau.- 7.7.1 GFK-Werkzeuge.- 7.8 Verkehr.- 7.9 Bergbau.- 7.10 Korrosionsschutz.- 7.10.1 Großbehälter und Lagertanks.- 7.10.2 Korrosionsschutz.- 7.10.3 Rohre.- 7.11 Verschiedene Einsatzgebiete.- 7.12 Militärischer Einsatz.- 8 Patentsituation.- 9 Anhang.- 9.1 Fachausdrücke.- 9.2 Allgemeine Literatur.- 9.3 Gesundheitliche Beurteilung von Kunststoffen im Rahmen des Lebensmittelgesetzes (Auszug).- Verzeichnis der Chemikalien.- Firmenverzeichnis.- Verzeichnis der Handelsnamen.