Kunststoffe

Die stetige Suche nach immer weiter verbesserten Eigenschaften von Kunststoffen hat eine Vielzahl von Kunststoff-Verbundsystemen hervorgebracht. Größte Bedeutung haben, Aufgrund ihrer erhöhten Festigkeitseigenschaften, die Faserverbundsysteme.Mit sinkendem Preis und zunehmenden, allgemein zugänglichen Know-how für die Verarbeitung haben sich Faserverbundwerkstoffe auf breiter Ebene durchgesetzt. Kaum noch wegzudenken sind sie im Flugzeugbau und im Motorsport. Anwendungen im Maschinenbau und Baubereich sind im Vormarsch. Das Verstärken mit faserförmigen Materialien ist grundsätzlich mit jedem Kunststoff möglich.    
Hier eine kleine Auswahl an Kunstoffen die für den Einsatz im Baubereich in Frage kommen:

• Epoxydharze (EP)
  Die seit 1946 auf dem Markt befindlichen, durch Polyaddition entstehenden Kunstharze härten ohne Abspaltung flüchtiger Bestandteile und haben große technische und kommerzielle Bedeutung erlangt.  Sie werden oft faserverstärkt verwendet, um ihre mechanische Beständigkeit zu erhöhen.
• Ungesättigte Polyester (UP)
  Als Verbundwerkstoff gewinnen Glasfaser und Polyesterharz eine ungeahnte mechanische Festigkeit bei einem sehr geringem Gewicht. Somit hat erst die Glasfaser den ungesättigten Polyestern zum Durchbruch verholfen.
• Polyurethan (PU)
  Polyurethan ist seit 1941 auf dem Markt und wird heute weltweit produziert. Durch die Herstellung in steifer und flexibler Form ist PU vielseitig anwendbar, so wird  z.B. weiches aufgeschäumtes PU für Kissen, Matratzen und Verkleidungen verwendet.Hartes Polyurethan dagegen wird in der Automobilindustrie,  im Bauwesen und in der Möbelindustrie eingesetzt.
• Polycarbonat (PC)
  Unter den verbreiteten Thermoplasten ist das Polycarbonat ein relativ junger Kunststoff. Systematische Untersuchungen führten bald zur industriellen Produktion. Polycarbonat besitzt eine hervorragende Lichtdurchlässigkeit eine hohe mechanische Festigkeit und ist Wärmeformbeständig.
  
  
• Composite
  Unter dem Begriff Composite (englischsprachig für Verbundwerkstoff) lassen sich im allgemeinen alle Werkstoffe einordnen, die aus einer Kombination mindestens zweier, vorwiegend nichtmetallischer Komponenten bestehen. Im Speziellen werden unter Composite faserverstärkte Kunststoffe oder Sandwichstrukturen verstanden. Durch die Verstärkung von Kunstoffen mit Fasern lassen sich die Bauteileigenschaften gezielt verbessern.
  Hinsichtlich ihres Einflusses auf den Verbund werden folgende Materialien unterschieden: Die Kunststoffart (Duroplast (Epoxidharz) oder Thermoplast), die Faserart (Glas, Aramid, Kohlenstoff),die Art des Ausgangsmaterials (Wirrfaserwatten, Roving),der Aufbau im Bauteil (Lagefolge des Laminates) sowie die Herstellungsart des Materials.
  Die wesentlichen Verfahrensschritte beim Herstellen von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen sind das Tränken der Fasern und das Formgeben (einschließlich dem Aushärten bei duromeren Matrixmaterialien).
  Für die spezielle Anwendung im Baubereich kommen folgende Herstellungsverfahren in Frage:
  • Handverfahren (Laminiertechnik)
    Auf ein entsprechendes Werkzeug aus Holz, Gips oder GFK wird zunächst ein Trennmittel und danach eine harzreiche Feinschicht aufgebracht. Auf diese Feinschicht  werden dann mehrere Lagen Glasfasergewebe  oder –matten mit einem Reaktionsharz auflaminiert.
    • Gut geeignet für großflächige Teile in geringen Stückzahlen
    • Formteile nur sind nur einseitig glatt
    • Wanddicken ab 1 mm sind realisierbar
  • Faserspritzverfahren
    Fasern und Harz werden in einem Arbeitgang auf das Werkstück gesprüht, dadurch ist eine schnelle Herstellung von großflächigen oder stark gekrümmten Formteilen möglich. Es eignet sich auch gut zum nachträglichen versteifen von großflächigen Teilen aus anderen Werkstoffen. Formteile sind nur einseitig glatt Die Investitionskosten liegen höher als beim Handverfahren.