Der Tod von Duroplast-Verbundwerkstoffen wurde stark übertrieben

Obwohl es neu erscheinen mag, wird der stille Krieg zwischen Duroplasten und Thermoplasten seit Ende der 1980er Jahre geführt. Kunststoffingenieure haben die Vorteile diskutiert und auf die Schwächen jedes einzelnen so heftig hingewiesen wie ein paar Computerfreaks, die Microsoft gegen Linux debattieren. Die Kämpfe werden weitergehen und die Leute von Thermoplasten werden sagen, dass Verbundwerkstoffe den Weg des Dodo-Vogels gehen, aber die Wahrheit ist, dass beide Materialien ihren Platz in der Welt haben und duroplastische Verbundwerkstoffe noch lange nicht tot sind.

Kritiker nennen Duroplaste begrenzte Haltbarkeit und schlechte Recyclingfähigkeit nach der Aushärtung. Sobald einem Monomer ein Katalysator zugesetzt wird, ist die molekulare Veränderung dauerhaft und irreversibel. Das bedeutet, dass sich die Verbindung nach dem Aushärten bei Hitzeeinwirkung zersetzt, anstatt zu schmelzen. Dies liegt daran, dass das Verbundmaterial unterhalb seiner Schmelztemperatur abgebaut wird. Dies bedeutet auch, dass Hersteller den Polymerisationsprozess sorgfältig kontrollieren müssen, da das Material nach dem Aushärten nicht mehr geschmolzen und erneut geformt werden kann.

Thermoplaste hingegen werden für ihre leichte Verarbeitbarkeit angepriesen. Sie sind in der Lage, leicht zu schmelzen, zu gießen, zu erstarren und wieder aufzuschmelzen. Warum sind Thermoplaste dann nicht in der gesamten Industrie allgegenwärtig? Warum werden duroplastische Verbundwerkstoffe immer noch verwendet und von einigen Ingenieuren bevorzugt?

1. Duroplaste gibt es schon lange. Sie haben einen festen Platz auf dem Markt und genießen Vertrauen.
2. Duroplaste haben niedrigere Rohstoffkosten.
3. Einfachere Umformung und Verarbeitung.
4. Hohe Wärmebeständigkeit (Bremskolben, Düsentriebwerke und Hochleistungs-Supersportwagen, um nur einige zu nennen).
5. Duroplaste machen immer noch 95 % der Prepregs für die Luft- und Raumfahrt aus.

Duroplastische Verbundteile werden typischerweise aus Epoxid- oder Polyesterharzen hergestellt und (am häufigsten) mit Glasfasern verstärkt. Je nach Anwendung können Polyesterharzsysteme weicher und flexibler oder härter und spröder ausgehärtet werden. Polyester-Verbundwerkstoffe werden in einer Vielzahl von Verbraucher- und Industrieprodukten verwendet, von Badezimmerduschen über Karosseriebleche bis hin zu Bootsrümpfen. In der Elektroindustrie haben duroplastische Verbundwerkstoffe einen dielektrischen Vorteil, der dazu beiträgt, die Nutzung sowohl für den Lichtbogen- als auch für den Leiterbahnwiderstand zu steigern.

Epoxidharze werden härter und zäher ausgehärtet und weisen eine hohe Beständigkeit gegen Lösungsmittel und Laugen auf. Leiterplatten wären gute Beispiele für eine glasfaserverstärkte Epoxidanwendung.

Verstärkungsmaterial in duroplastischen Verbundwerkstoffen ist nicht nur Glas. Andere Faserverstärkungsmaterialien umfassen:Kohlenstoff-, Graphit-, Bor- und Aramidfasern (Kevlar). Glas macht aufgrund seiner unglaublichen Zugfestigkeit den größten Teil der duroplastischen Verbundverstärkung aus, aber je nach Anwendung können auch andere Verstärkungsmaterialien verwendet werden.

Die Innovation bei Thermoplasten schreitet heute ähnlich wie Duroplaste im Laufe der Geschichte voran, aber Thermoplaste lösen Duroplaste nicht und töten sie nicht. Duroplaste werden immer noch in bewährten Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie eingesetzt, während Thermoplaste weiterhin in diesen Branchen auf dem Vormarsch sind.

Anstatt gegeneinander anzutreten, wird die Zukunft wahrscheinlich beweisen, dass jede Technologie wie jede Technologie dort eingesetzt wird, wo sie am stärksten ist, und ersetzt wird, wo sich ihre Konkurrenz als stärker erweist. Wie Microsoft am Desktop und Linux am Rand des Netzwerks sollen auch Duroplaste und Thermoplaste eines Tages ihre Ruhe finden.