Verbundwerkstoffe - 24. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
Vortrag
23.05.2024
Semi-flexible bzw. flexible Composites auf Basis nachwachsender Rohstoffe
KR

Katharina Resch-Fauster

Montanuniversität Leoben

Resch-Fauster, K. (V)¹
¹Montanuniversität Leoben
Vorschau
24 Min. Untertitel (CC)

Die meisten Forschungsaktivitäten im Bereich naturfaserverstärkter bzw. biobasierter polymere Composites konzentrieren sich auf Hochleistungswerkstoffe mit hohen spezifischen Festigkeiten und Steifigkeiten. Im Gegensatz dazu befasst sich die gegenständliche Forschungsarbeit mit der Entwicklung, Herstellung und Erprobung mechanisch flexibler Composites auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Dabei wurde ein Epoxidharzsystem mit 100 % biobasiertem Kohlenstoffanteil entwickelt, welches elastomeres Materialverhalten zeigt und darüber hinaus kompostierbar ist sowie Vitrimerfunktionalität aufweist. Als Verstärkungsstrukturen wurden textile Flächengebilde bzw. Halbzeuge in Form von Gestricken aus biobasierten Thermoplastfasern hergestellt, die sich hinsichtlich Imprägnierverhalten und Faser-Matrix-Anbindung für die Herstellung von Composites eignen und die dem Composite die erforderlichen, applikationsrelevanten strukturtragenden Eigenschaften verleihen. Mit entsprechend entwickelten Verarbeitungstechnologien und -prozessschritten wurden aus den Komponenten Composites hergestellt, die hervorragende Biegeeigenschaften bei gleichzeitig hoher Zugfestigkeit aufweisen. Die Materialien zeigen hinsichtlich ihrer technologischen und ökologischen Eigenschaften Vorteile gegenüber bestehenden technischen Textilien und sollen in weiterer Folge Produktinnovationen in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen initiieren bzw. möglich machen. Dazu erfolgten biespielweise bereite Proof-of-Concept Demonstrationen im Bereich der Orthpädietechnik, wobei Prototypen von unterschiedlichen Orthesen gefertigt wurden. Das potenzielle Anwendungsspektrum der flexiblen Composites umfasst darüber hinaus Bekleidungselemente, Möbel und Sportartikel, technisches Leder sowie technische Gewebe. Weiterführende Arbeiten beschäftigen sich aktuell mit der Verbesserung des Knickverhaltens bzw. der Ermüdungseigenschaften des Harzsystems unter Biegebelastung sowie einer Reduktion der Verarbeitungszeiten und -temperaturen. Erarbeitete Erkenntnisse zur biologischen Abbaubarkeit des Harzsystems bilden den Ausgangspunkt für innovative Entwicklungen im Bereich des Recyclings von Composites.



Abstract

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