Environmental Engineering Reference
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Mechanische Werte: isotrop, E-Modul 3 000-3 500MPa; Querkontraktion 0,34-0,35; Schub-
modul 1 100-1 300MPa; Zugfestigkeit 40-80MPa; Bruchdehnung 4-6%; Dichte 1,2-1,4
g/cm
3
; Temperaturdehnung 100-210
·
10
°
6
/
±
K
Vinylester-Harze (VE-Harze):
Sie sind etwas teurer und liefern höherwertige Laminate als
UP-Harze, benötigen zum Aushärten ebenfalls Styrol. Die Aushärtung erfolgt durch Poly-
merisation.
Mechanische Werte: geringfügig höher als bei den UP-Harzen
Epoxy-Harze (EP-Harze):
Sie sind relativ teuer und besonders geeignet für hochbeanspruch-
te Laminate (GFK und CFKmit hohen Faseranteilen), da sie die bestenmechanischenWerte
und das beste Ermüdungsverhalten der damit hergestellten Laminate ergeben. Ihre Visko-
sität ist deutlich höher als das von UP- und VE-Harzen, deshalbmuss Verdünner zugegeben
werden, um ein gutes Fließverhalten zu erreichen. Die Aushärtung erfolgt durch Polyaddi-
tion, das Mischungsverhältnis von Harz und Härtern muss genau eingehalten werden, um
eine vollständige Durchhärtung zu erreichen. Die Schrumpfung von Bauteilen während des
Aushärtens beträgt bis zu 4%.
Mechanische Werte: isotrop, E-Modul 3 500-4 500 MPa; Querkontraktion 0,38-0,40;
Schubmodul 1 400-1 600MPa; Zugfestigkeit 50-100MPa; Bruchdehnung 3-6%; Dichte 1,1-
1,4 g/cm
3
; Temperaturdehnung
º
60
·
10
°
6
/
±
K
Die o. g. Laminierharze sind auch als Kleber geeignet, sie werden dazumeistens nur leicht mo-
difiziert. Die Epoxy-Kleber können auch zur Verbindung von Bauteilen verwendet werden, die
mit anderen Harzen laminiert worden sind. Ausführlichere Angaben über die verschiedenen
Harze sind z. B. in
[4]
zu finden.
Die Verarbeitungszeiten von kaltaushärtenden Harzen (Topfzeiten) lassen sich durch die Zu-
gabe von Verzögerungs- und Beschleunigungszusätzen in einem weiten Bereich steuern, für
UP- und VE-Harze zwischen ca. 5 Minuten und 4 Stunden, für EP-Harze zwischen ca. 2 Minu-
ten und 20 Stunden.
Aufgrund der guten mechanischen Eigenschaften, dem Ermüdungsverhalten und dem wei-
ten Bereich der Topfzeiten werden für die Herstellung von Rotorblättern fast nur Epoxy-Harze
verwendet.
5.5.2.3 Zusatzsto
e
Bei den Zusatzstoffen, die dem Harz zugegeben werden und mit ihm zusammen die Matrix
bilden, unterscheidet man zwischen Zuschlagstoffen und Füllstoffen.
Die Füllstoffe sollen die Matrix „strecken“, d. h. billiger machen bzw. ein dickeres Laminat
bei gleichem Harzeinsatz ergeben. Dem Harz werden Materialien zugegeben, die billiger als
das Harz sind wie Baumwollflocken, Quarzmehl usw., ohne die wesentlichen Eigenschaften
des Harzes wie Fließfähigkeit, Haftung und Härtung negativ zu beeinflussen. Für hochbean-
spruchte Laminate werden solche Stoffe nicht verwendet.
Die Aufgaben der Zuschlagstoffe sind, das Verhalten der Matrix je nach Verwendungsbereich
der Laminate gezielt zu beeinflussen. Dazu gehören Fließfähigkeit (Viskosität), Laminierver-
fahren, Aushärtungszeit, Farbe des Laminats, Brandsicherheit, Abriebfestigkeit, Verarbeitbar-
keit wie das Thixotropieverhalten (dieMatrix soll an senkrechtenWänden nicht ablaufen) usw.
Als Zuschlagstoffe werden z. B. Flammschutzmittel, Farbstoffe, Verdünner und Hautbildner
(nur für UP- und VE-Harze), Thixotropiemittel und Lichtstabilisatoren eingesetzt. Sie müssen
