Direkteinarbeitung von Glasfaserrovings auf einem Einschneckenextruder: ein alternatives Konzept zur Herstellung von langfaserverstärkten Thermoplasten
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Aachen
Shaker
2001
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3
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
.
1
INHALTSVERZEICHNIS
.
3
NOMENKLATUR
.
6
KURZFASSUNG
.
9
1
AUSGANGSSITUATION
.
11
1.1
KONVENTIONELLE
HERSTELLUNG
UND
VERARBEITUNG
FASERVERSTAERKTER
THERMOPLASTSTRUKTUREN
.
11
1.2
GLASMATTENVERSTAERKTE
THERMOPLASTE
(GMT)
.
14
1.3
ZIELSETZUNG
.
19
2
VERFAHREN
ZUR
GENERIERUNG
VON
LANGFASERVERSTAERKTEN
THERMOPLASTEN
(LFT)
.22
2.1
ALTERNATIVE
HERSTELLVERFAHREN
.
22
2.1.1
VERARBEITUNG
VORIMPRAEGNIERTER
LGF-STRUKTUREN
.
22
2.1.2
DIREKTCOMPOUNDIERUNG
.
24
2.2
VORTEILE
DURCH
DAS
PRAKTIZIEREN
VON
DIREKTCOMPOUNDIERVERFAHREN
.
26
2.3
DIF-TECHNOLOGIE
.
28
2.4
AUSFORMTECHNIKEN
UND
WEITERVERARBEITUNG
DER
EXTRUDATE
.
29
3
EINFLUSSPARAMETER
AUF
DIE
EIGENSCHAFTEN
VON
LANGFASER-COMPOSITES
.
31
3.1
REZEPTIERUNG
.
31
3.1.1
POLYPROPYLEN
(PP)
.
31
3.1.2
GLASFASERN
.
33
3.1.3
KOPPLER
.
37
3.1.3.1
ORGANOSILANE
.
38
3.1.3.2
MAH-GEPFROPFTES
PP
.
39
3.1.3.3
METALLKOMPLEXE
.40
3.1.4
ANTIOXIDANTIEN
.
41
3.1.5
SCHLAGZAEHIGKEITSMODIFIKATOREN
.43
3.2
GRUNDOPERATIONEN
BEI
DER
FASEREINARBEITUNG
.44
3.2.1
EINBRINGEN
VON
FASERN
.44
3.2.2 SCHNEIDEN
UND
TRENNEN
.46
3.2.3
BENETZEN
.46
3.2.4
FASERCLUSTER-AUFLOESUNG
.
51
4
3.2.4.1
DISTRIBUTIVES
MISCHEN
.
52
3.2.4.2
DISPERSIVES
MISCHEN
.
3.2.4.3
KALOTTEN-MISCHER
.
3.2.5
FASERLAENGENREDUKTION
.
3.2.6
STRUKTURAUSBILDUNG
.
3.3
WERKSTOFFVERHALTEN
VON
FASERVERSTAERKTEN
THERMOPLASTEN
.
3.3.1
AUSWAHLKRITERIEN
FUER
COMPOSITE-BESTANDTEILE
.
3.3.2
SCHAEDIGUNGSFORMEN
.
3.4
WERKSTOFFMECHANIK
VON
LANGFASERVERSTAERKTEN
THERMOPLASTEN
(LFT)
.
3.4.1
COMPOSITE-VERHALTEN
UNTER
ZUGBEANSPRUCHUNG
.
3.4.2
COMPOSITEVERHALTEN
BEIM
SCHLAGBIEGEVERSUCH
.
3.4.3
TEMPERATURVERHALTEN
VON
LANGFASERCOMPOSITES
.
4
ANALYSEVERFAHREN
.
4.1
GRAVIMETRISCHE
BESTIMMUNG
DES
GLASFASERGEHALTS
.
4.2
PROBENVORBEREITUNG
FUER
FASERLAENGENANALYSE
.
4.3
SIEBFRAKTIONIERUNG
.
4.4
PRAEPARATION
DER
FASERN
.
4.5
BILDANALYSE
.
4.6
DEFINITION
CHARAKTERISTISCHER
GROESSEN
.
5
KONTINUIERLICHER
DIF-AUFBEREITUNGSPROZESS
.
5.1
ANLAGENAUFBAU
.
5.1.1
DIF-EXTRUDER
.
5.1.2
FASEREINZUGSMODUL
.
5.1.3
MISCHELEMENTE
.
5.1.4
GLASFASERABWICKELSTATION
.
5.1.5
MESSDATENERFASSUNG
.
5.2
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
.
5.2.1
AUSWAHL
DER
COMPOSITE-BESTANDTEILE
.
5.2.1.1
AUSWAHL
DER
GLASFASERN
.
5.2.1.2
AUSWAHL
UND
CHARAKTERISIERUNG
DER
POLYMEREN
REZEPTURBESTANDTEILE
.
5.2.2
VORBEREITUNG
DES
POLYMERS
.
5.2.3
CHARAKTERISIERUNG
DER
POLYMERMISCHUNG
.
5.2.4 PROBEN
UND
PRUEFKOERPERHERSTELLUNG
.
5.2.5
ANFORDERUNG
AN
DIE
FASERSTRUKTUR
.
5.2.6
STUFEN
DER
FASERDISPERGIERUNG
.
S
IN
S
O)
O
CM
CD
CO
B
CO
O
O)
O)
O
CM
B*
B*
B
O)
O
CO
M
IN
CD
N
O
I
-
CO
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S
M
IN
M
ID
CD
CD
O
CD
CO
CD
(0
CD
CD
B
B
B*
B
FT.
B
B
B
00
00
00
0
0
0
0
0
0
00
O)
O)
O)
O)
O)
5
5.2.7
FASERDISPERGIERUNG
IN
ABHAENGIGKEIT
VON
DER
BAUFORM
DER
SCHNECKENMISCHELEMENTE
.
99
5.2.8
FASEREINZUGSVERHALTEN
.
103
5.2.9
DURCHSATZUNTERSUCHUNGEN
.
104
5.2.10
FASEREINZUGSMODULE
.
109
5.2.11
EINFLUSS
DER
POLYMERMATRIX-VISKOSITAET
AUF
DIE
FASERDISPERGIERUNG
.
111
5.2.12
KONSTANZ
DES
FASERGEHALTS
.
113
5.2.13
FASERLAENGENVERTEILUNGEN
.
115
5.2.14
FASERORIENTIERUNG
.
119
5.2.15
MECHANISCHE
KENNWERTE
.
121
6
WEITERENTWICKLUNG
DER
DIF-TECHNOLOGIE
.
130
6.1
VERARBEITUNGSVERHALTEN
VON
DIF-COMPOSITES
AUF
GMT-FORMPRESSANLAGEN
.
130
6.1.1
BAUTEILMECHANIK
.
130
6.1.2
FORMFUELLSTUDIE
.
134
6.2
EINSATZ
DER
DIF-TECHNOLOGIE
IN
STUECKPROZESSEN
.
136
7
ZUSAMMENFASSUNG
.140
8
CONCLUSION
.
144
9
LITERATURVERZEICHNIS
.
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