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Detailergebnis zu DOK-Nr. 68487

Strukturelle Eigenschaften von flachsfaserverstärkten Verbundstoffen aus Tannin-Harz und Bio-Epoxy (Orig. engl.: Structural performances of flax reinforced composites from tannin resin and bio-epoxy)

Autoren	J. Zhu A. Sauget E. Nassiopoulos A. Pizzi C. Avril J. Njuguna H. Abyhankar
Sachgebiete	9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.4 Chemische Stoffe, Kunststoffe (Haftmittel, Zusatzmittel)

TRA, Transport Research Arena 5th Conference, Paris, 14-17 April 2014: Proceedings. Marne la Vallée: Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), 2014, USB-Stick, Paper No. 20047, 9 S., 8 B, 3 T, 10 Q

Aufgrund der inhärenten Vorteile für die Umwelt bietet sich der Einsatz flachsfaserverstärkter Bio-Verbundstoffe an, sofern sie auch die wünschenswerten Eigenschaften für die tragenden Teilen im Karosseriebau, wie Crash-Elemente, Seitenteile und Verkleidungen, aufweisen. Die neu entwickelten nicht verwobenen (Vliese) und verwobenen Flachsfasern werden auf Basis von Bio-Epoxy und Tannin-Harz durch Formpressen zu Verbundstoffen verarbeitet. Zur Überprüfung der Festigkeiten wurden quasi-statische Zugversuche zur Bestimmung der Zugfestigkeit und Aufprallversuche mit Niedrigenergie zur Bestimmung der Kerbschlagfestigkeit durchgeführt. Um die Versagensmechanismen bei den Zugversuchen (Faserbruch, Faserherauszieh-Mechanismen, Versagen der harzigen Phase) zu verstehen und das Haftverhalten an den Grenzflächen in den getesteten Verbundstoffen zu erforschen, wurden zur Charakterisierung Untersuchungen mit dem Rasterelektronenmikroskop durchgeführt. Die Auswirkungen der verschiedenen Legewinkel der Flachsfaser zu einem Gewebe (symmetrisch und unidirektional) auf die mechanischen Eigenschaften wurden systematisch untersucht und tabellarisch und auch grafisch aufbereitet. Die Verbundstoffe mit dem unidirektional hergestellten Flachs-Gewebe mit Bio-Epoxidharz einerseits und Tannin-Harz andererseits zeigten insgesamt als Folge der Längsverstärkung gute strukturelle Zugfestigkeitswerte von 220 MPa beziehungsweise 150 MPa, während sich die Schlagfestigkeit der unidirektional hergestellten Verbundstoffe nicht wesentlich unterscheidet. Die Untersuchungen zeigen, dass durch die Verwendung des Gewebes - bei richtigem Zuschnitt - eine Balance zwischen Zugfestigkeit und Kerbschlagfestigkeit hergestellt werden kann. Im Ergebnis besitzt der Bio-Epoxy/Flachs-Verbundstoff gegenüber dem Flachs/Tannin-Verbundstoff bessere mechanische Eigenschaften; wenn es aber gelingt, die Haftung zwischen den Flachsfasern und dem Tannin-Harz zu verbessern, liegt auch bei dieser Stoffkombination ein Potenzial zur Erhöhung der mechanischen Eigenschaften vor.