Glasfaserverstärkte Kunststoffe Robust, leicht und beständig für Anwendungen in der chemischen Industrie

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Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) kombinieren eine Kunststoffmatrix mit Glasfasern, was sie dank ihrer hohen Festigkeit, geringen Gewichts und Korrosionsbeständigkeit ideal für verschiedenste Industriezweige macht.

Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) sind moderne Verbundmaterialien, die aus einer Kombination von Kunststoffmatrix und Glasfasern bestehen. Diese Materialien zeichnen sich durch ihre hohe mechanische Festigkeit, ihr geringes Gewicht und ihre hohe Beständigkeit gegenüber Korrosion aus. Diese Eigenschaften machen sie be­sonders attraktiv für Industrien, wo herkömmliche Materialien wie Metalle oder unverstärkte Kunststoffe oft an ihre Grenzen stoßen.

Herstellung der Kunststoffmatrix

GFK gehören zu Verbundwerkstoffen mit einer Matrix aus Epoxid- oder Polyesterharzen oder thermoplastischen Kunststoffen, die Glasfasern beinhalten. Diese Matrix formt und schützt die Fasern, die wiederum die Belastbarkeit, Thermostabilität und Witterungsfestigkeit des Materials steigern. Die technischen Eigenschaften wie Elastizität und Festigkeit können durch die Menge und Zusammensetzung angepasst werden. Glasfasern, erhältlich als Endlosfasern, werden vor der Verarbeitung separiert. Sie können entweder ungeordnet eingebettet oder gezielt ausgerichtet werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Textile Halbzeuge ermöglichen die Herstellung großer Bauteile mit speziellen Eigenschaften. Dabei erfordert das Einbetten in thermoplastische Matrizen das Aufschmelzen und bei Duroplasten die Polymerisation.

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Kraftübertragung bei faserverstärkten Kunststoffen

Bei mechanischer Belastung eines Verbundwerkstoffs übernehmen die eingebetteten Fasern die Hauptlast, da sie eine höhere Festigkeit als die umgebende Matrix besitzen. Dies reduziert die Versagenswahrscheinlichkeit des Materials. Für einen effektiven Lasttransfer ist es essenziell, dass die Fasern fest mit der Matrix verbunden sind. Da anorganische Glasfasern lipophobe und Kunststoffmatrizen lipophile Eigenschaften haben, wird dieser feste Verbund durch Haftvermittler wie Organosilane gewährleistet. Diese Verbindungen bauen eine chemische oder physikalische Brücke zwischen den Komponenten, die sowohl mit der Matrix als auch mit den Fasern interagieren, und somit trotz der unterschiedlichen Polarität der Komponenten eine stabile Verbindung schaffen.

Eigenschaften und Anwendungen von GFK-Werkstoffen

GFK bieten gegenüber unverstärkten Kunststoffen wie Polypropylen oder Poly­ester daher überlegene mechanische Eigenschaften, Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Belastungen, Abrieb, Korrosion und extreme Temperaturen. Diese Kombination von leichter Kunststoffmatrix und robusten Glasfasern verbindet geringes Gewicht und chemische Beständigkeit. GFK sind somit ideal für verschiedenste Anwendungsbereiche: Von den Flugzeug-, Fahrzeug- und Schiffsbau über Windkraftanlagen und Sportgeräte.

Reichelt Chemietechnik GmbH & Co. produziert u. a. Rohre, Stäbe und Profile aus GFK, die wegen ihrer hohen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit besonders in der chemischen Industrie geschätzt werden. Ihre Leichtigkeit erleichtert den Transport und die Installation im Vergleich zu Metallen. Zudem stellt Reichelt Befestigungselemente und elektrische Isolatoren aus glasfaserverstärktem Polyamid oder Epoxidharz her, die formstabil, schlagzäh und thermisch isolierend sind, ideal für mechanisch anspruchsvolle Anwendungen.

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