Effiziente Alternative. Crashmanagement von Naturfaserwerkstoffen

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Effiziente Alternative. Crashmanagement von Naturfaserwerkstoffen

Gassan, J.

Holz- und naturfaserverstärkte Kunststoffe werden in der Automobilindustrie als interessante Alternative zu den technischen Thermoplasten eingesetzt. Zu den günstigen Eigenschaften dieser Werkstoffgruppe zählen die guten mechanischen und Verarbeitungseigenschaften sowie das Verhalten im Crash-Fall (kein Splittern). Die Art der verwendeten Naturfaser, deren Anteil im Verbundwerkstoff, die Art der Modifikation von Faser und Matrix, die Rezeptur des Verbundwerkstoffes, die Faser-Matrix-Haftung und die Umweltbedingungen (insbesondere Feuchte und Temperatur) haben einen wesentlichen Einfluss auf das Energieaufnahmevermögen und den Versagensmodus von naturfaserverstärkten Werkstoffen. Für die Untersuchungen wurden ein spritzgußfähiges Cellulosefaser-Polypropylen-Material mit 30 % Faseranteil (PP-Cell-LF), eine Flachs-Polypropylen-Langfasermatte (Flachs-PP) und ein Holzfaserformstoff (Lignoprop) Schlagzähigkeitsversuchen unterworfen. Bei Raumtemperatur weisen Polypropylene eine sehr gute Zähigkeit auf. Unterhalb ihrer Glasübergangstemperatur geht diese Eigenschaft fast vollständig verloren. Durch das Einarbeiten der genannten Füllstoffe kann das Versprödungsverhalten von Polypropylen nahezu vollständig kompensiert werden. Dynamische Bauteiltests an Flachs-PP und Lignoprop an idealisierten Bauteilen zeigten, dass im Bruchfall keine scharfkantigen Bruchflächen entstehen.