Abbildung 1: Stift-Scheibe-Versuch an einer All-HC Probe

All-HC

Abbildung 2: Beispiel eines sortenreinen Kohlenwasserstoff-Komposites
Abbildung 3: Ermüdungstest an einem All-HC Zahnrad.

Projekttitel: Sortenreiner Polyolefinkomposite für den nachhaltigen Leichtbau

Kunststoffbauteile werden immer häufiger anstelle von Metallkomponenten in Antrieben von Anlagen und Fahrzeugen verbaut. So spart man Gewicht ein und benötigt weniger Energie für den Antrieb. Ideal wäre es, wenn die Kunststoffbauteile auch noch problemlos recycelt werden könnten. Damit Kunststoffbauteile ähnlich robust wie Metallbauteile werden, müssen diese jedoch in der Regel durch Partikel oder Fasern verstärkt werden: Es werden Kunststoffkomposite verwendet. Diese Komposite sind jedoch nur schwer zu recyceln: Hierzu müsste man den Kunststoff von den verstärkenden Partikeln oder Fasern trennen, was sehr aufwendig und manchmal nicht möglich ist. Dieses Problem erübrigt sich, wenn die Kunststoffmatrix und die verstärkenden Fasern aus dem gleichen Material bestehen. Die in diesem Projekt untersuchten Werkstoffe sind derartige „sortenreine Komposite“, „all hydrocarbon composites“ (All-HC): Die Kunststoffmatrix besteht aus Polyethylen niederen und mittleren Molekulargewichts, die verstärkende Phase aus hochmolekularen Polyethylen, welches in einer faserartigen Struktur als gestreckte Polymerkette vorliegt. Die Orientierung des hochmolekularen Anteils des Blends geschieht üblicherweise während der Verarbeitung: Wird eine Schmelze des Blends in eine „schlanke“ Spritzgussform gepresst, werden die Ketten durch Dehnung und Scherung verstreckt. Dehnung und Scherung von Ketten kann aber auch „im Betrieb“ auftreten, also wenn ein All-HC Bauteil hohen mechanischen Belastungen unterworfen wird. In diesem Projekt soll untersucht werden, unter welchen Belastungen sich die verstärkenden Strukturen ausbilden, und ab welchen Belastungen eine Schädigung des Materials auftritt.  

Projektpartner: