Glasfaserverstärkte Composites sind leicht und stabil 

Bei Glasfaserverbundwerkstoffen gehen Glasfaser und Kunststoff eine wertvolle Verbindung ein: Die Glasfaser verleiht dem Kunststoff mechanische Festigkeit, der Kunststoff wiederum schützt und stützt die Glasfasern. Das hat viele weitere Vorteile: Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind sie leichter und flexibler als Materialien mit höherer Dichte wie Metalle. Durch das geringere Gewicht lässt sich zum Beispiel bei Autos oder Flugzeugen Sprit sparen. Aufgrund der Eigenschaften sind auch abweichende Konstruktionsdesigns möglich, außerdem besteht bei glasfaserverstärkten Kunststoffen nicht die Gefahr der Korrosion.

Damit eignen sich die Verbundwerkstoffe für viele Anwendungen. In der Luftfahrt, im Automobilbau und in anderen Hightech-Industrien sind sie der Schlüssel, um in Leichtbauweise Material und Energie zu sparen. In großen Baukonstruktionen wie beispielsweise Windkraftanlagen sorgen die polymerumhüllten Glasfasern für starke und leistungsstabile Verstärkungen – vergleichbar mit dem Knochengerüst im menschlichen Körper, das durch Muskeln und Sehnen zusammengehalten wird, die dauerhaft für die mechanische Stabilität des Körpers sorgen. Glasfaserprodukte können dabei in unterschiedlichen Formen zum Einsatz kommen: etwa als Endlosglasfasern, Kurzfasern, Matten, Gewebe, Vliese, Garne oder auch als industrielle Textilien mit komplexen, hochfunktionalen Webmustern.

Die Herstellung dieser Composites ist eine Herausforderung: Weil vor allem bei Feuchtigkeit die natürliche Glasoberfläche nicht gut an Polymeren haftet, müssen Glasfasern nach der Herstellung aus der Schmelze an der Oberfläche verändert werden: Bei der Schlichtebehandlung sorgen verschiedene Dynasylan® Produkte dafür, dass die Oberfläche der Glasfasern dauerhaft chemisch modifiziert und kopplungsfähig eingestellt wird. So können organische Kunststoffe besser und dauerhaft daran binden. So wird durch die funktionellen Siliziumgruppen eines Silans die Glasfaseroberfläche gegenüber dem Angriff von Wasser und Salzen imprägniert – der Verbundstoff wird dadurch weniger feuchtigkeitsempfindlich. Die funktionellen, organischen Gruppen des Silans wiederum ermöglichen eine Kopplung und dauerhafte Wechselwirkung mit einem organischen Polymer oder Harz – die Haftung verbessert sich signifikant. Durch die Schlichtung mithilfe von Silanen überträgt sich somit die Festigkeit der Glasfaser auf das Polymer, und die Glasfaser selbst wird mechanisch und chemisch geschützt.

Diese Kombination an Effekten bieten nur Silane. Mit ihrer Hilfe können Polymere gezielt mit den mechanischen Eigenschaften ausgestattet werden, die für die jeweilige Anwendung nötig sind. Wie gut die Verbindung hält, hängt von der Wahl des richtigen Silans ab. Beispielsweise werden in Polyester und Vinylesterharzen die besten Resultate mit Produkten auf Vinyl- und Methacrylbasis erzielt. Die epoxid- und aminofunktionalisierten Silane sowie die wasserbasierten Silanhydrolysate aus der Dynasylan® HYDROSIL Palette zeigen herausragende Performance mit Epoxyharzen. Die Experten von Evonik können den Einsatz der technisch komplexen Silane in partnerschaftlicher Zusammenarbeit mit den Kunden so maßschneidern, dass die Silane einen optimalen Beitrag für die Endproduktperformance leisten.

• Verbessert die Haftung zwischen Glasfaser und Polymer
• Die chemische Kopplung von Kunststoffmatrix und Fasern ermöglicht die mechanische Performance der Composites
• Optimale Auswahl der funktionellen Silane je nach Kunststoff, Polymer oder Harz möglich
• Silane verringern die Feuchtigkeitsempfindlichkeit und Alterung der Glasfasern in der Kunststoffmatrix
• Bessere elektrische Eigenschaften der Composites sind durch antistatische Effekte bei der Beschichtung erreichbar