Spinnprozesse zur Herstellung kontinuierlicher Fasern

Unter Spinning (Spinnen) werden in der Werkstofftechnik alle verfahrenstechnischen Methoden zur Herstellung kontinuierlicher Fasern aus Polymer‑, anorganen oder Hybridvorstufen zusammengefasst. Charakteristisch ist die Umwandlung eines viskosen, lösungs- oder schmelzförmigen Ausgangssystems in einen festen Faden unter gleichzeitiger Kontrolle von Dehnung, Orientierung und Morphologie.

Grundsätzlich lassen sich Spinnprozesse nach dem Aggregatzustand und der Verfestigungsmechanik klassifizieren: Beim Schmelzspinnen wird eine Polymer- oder Glasschmelze durch Düsen gepresst und durch Abkühlung erstarrt. Trockenspinnen und Nassspinnen nutzen Lösungen; die Verfestigung erfolgt durch Lösungsmittelverdampfung (Trocken) bzw. Koagulation in einem Fällbad (Nass). Trocken‑Düsen‑Nassspinnen kombiniert diese Mechanismen, um Porosität und Querschnittsgeometrie präzise einzustellen. Gel‑Spinnen verwendet teilkristalline Gele zur Erzeugung hochorientierter, hochfester Fasern.

Neuere Varianten adressieren definierte Mikro‑ und Nanostrukturen. Elektrospinnen und verwandte Elektrospinnverfahren erzeugen durch elektrische Felder Nanofasermatten mit hoher spezifischer Oberfläche. Zentrifugales Spinnen und Touch‑Spinning nutzen mechanische Kräfte zur Faserstreckung, während mikrofluidbasierte Faserherstellung die kontrollierte Formgebung komplexer Kern‑Mantel‑ oder Multikomponentenfasern erlaubt.

Spinnprozesse bestimmen Faserfeinheit, Kristallinität, Molekülorientierung und Defektdichte und damit mechanische, thermische und funktionale Eigenschaften. Sie sind daher zentral für Hochleistungsfasern, Filtermedien, textilverstärkte Verbunde, biomedizinische Trägerstrukturen und funktionale Faserelektroden.

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