Verstärkte Thermoplaste – Theorie und Praxis

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Abstract
Die Verstärkung von Thermoplasten bedeutet die Kombination einer Kunststoffmatrix mit niedriger Festigkeit und einem viskoelastischen Verformungsverhalten mit einem meist anorganischen Material mit hoher Festigkeit, höherem Elastizitätsmodul und überwiegend rein elastischem Verformungsverhalten. Als Verstärkungsmaterialien können globuläre und faserförmige Teilchen verwendet werden. Während im ersten Fall die Wirkung des Verstärkungsmaterials im wesentlichen auf einer isotropen Erniedrigung der Deformierbarkeit des Thermoplasten beruht, ist es im zweiten, wichtigeren Fall auch möglich, Spannungen von der Matrix auf die Fasern zu kumulieren. In beiden Fällen wird das Verhältnis der elastischen und viskosen Verformungsanteile zueinander verschoben.Schwierigkeiten bei der Überprüfung theoretischer Behandlungen der Verstärkungswirkung ergeben sich bei kurzfaserverstärkten Thermoplasten durch in der Praxis nicht zu vermeidende Unregelmäßigkeiten in der Faserorientierung und ständig wechselnde Spannungsfelder. Allein vom Grundelement, der in die Matrix eingebetteten Einzelfaser, ergeben sich Varianten durch die Faserlänge, das Faserlängen‐Durchmesser‐Verhältnis, die durch die Grenzflächenschubfestigkeit und Faserfestigkeit bestimmte kritische Faserlänge und die Querzugfestigkeit.

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