In der industriellen Rotorblattfertigung wird das Vakuuminfusionsverfahren eingesetzt. Dabei wird der trockene Vakuumaufbau, bestehend aus Fasern, Kernmaterial und Hilfsstoffen, in ein einseitiges Formwerkzeug eingebracht und anschließend mit Epoxidharz infusioniert. Ist das Laminat vollständig durchtränkt, beginnt die Aushärtung der Polymermatrix, unter einer exothermen Vernetzungsreaktion. Idealerweise erfolgt die Formbelegung nach einer Trocknungsphase des Balsaholzes, um Prozessschwankungen und -einflüsse minimal zu halten. Auf Grund der Knappheit des Rohstoffes und der klimatischen Umgebungsbedingungen findet die Formbelegung in der Praxis allerdings teilweise mit nicht vollständig trockenem Balsaholz statt. Neben den dadurch entstehenden optischen Mängeln („Champagne-Laminat“) kann Feuchte als Katalysator für die Aushärtereaktion des Epoxidharzes wirken.

Ziel der Arbeit ist es zu untersuchen, ob bei der Rotorblattfertigung die Feuchte aus dem Balsaholz einen Einfluss auf das Aushärteverhalten von Epoxidharzen hat. Außerdem soll gezeigt werden, dass die dielektrische Analyse (DEA), welche ein etabliertes Messverfahren zur insitu Aushärtegradverfolgung darstellt, eine geeignete Messmethode dafür ist. Um den Feuchteeintrag durch das Balsaholz in das Epoxidharz während des Vakuuminfusionsverfahrens zu quantifizieren, werden Vorversuche an konditionierten Balsaholzproben durchgeführt und daraus der relevante Feuchteanteil im Harz abgeschätzt. Der qualitative Feuchteeinfluss auf die Aushärtereaktion des Epoxidharzes wird über das Ionenviskositätssignal (DEA) an Harzproben mit unterschiedlichen Feuchtegehältern gemessen und mithilfe der dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC) validiert. Abschließend werden die Ergebnisse durch eine Messung einer praxisnahen Vakuuminfusion validiert und eine eine feuchteabhängige Reaktionskinetik abgeleitet. Für die experimentellen Untersuchen werden die in der Rotorblattherstellung relevanten Epoxidharzsysteme RIMR 035c, RIMR 135 sowie RIMR 1037LV betrachtet.

Anhand der experimentellen Vorversuche konnten relevante Feuchteanteile von 1 m% bis 5 m% im Epoxidharz ermittelt werden. Die dielektrischen Messungen zeigten für Epoxidharzproben mit steigenden Feuchteanteilen eine gesteigerte Reaktivität im Anfangsbereich der Vernetzungsreaktion, wofür die katalytische Wirkung der Feuchte auf die Reaktion angeführt wird. Zudem wiesen die Harzproben mit zunehmendem Feuchteanteil eine frühere Stagnation des Ionenviskositätssignals auf. Dies lässt auf ein früheres Erreichen des finalen Aushärtegrades schließen. Über die differenzkalorimetrischen Untersuchungen lässt sich für Harzproben mit Feuchteanteil eine Verringerung der Glasübergangstemperatur (𝑇𝑔) beobachten.