Gradierte Strukturen in amorphen Kunststoffen: Herstellung von eigenverstärktem Polycarbonat
Forschungsstelle
Kunststofftechnik Paderborn (KTP)
Universität Paderborn
Teilprojektleiter
Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Schöppner
Ansprechpartner
Dipl.-Wirt.-Ing. Andrea Wibbeke
Kunststofftechnik Paderborn (KTP)
Universität Paderborn
Warburger Straße 100
33098 Paderborn
Tel.: +49 (0)5251 60 3935
E-mail: Andrea.Wibbeke(at)ktp.upb.de
Wissenschaftliche Zielsetzung
Ziel des Teilprojekts A8 ist die Herstellung von eigenverstärkten Polycarbonatfolien mit hohen Festigkeiten und Schlagzähigkeiten.
In vielen gereckten Materialien aus Polypropylen, Polyethylen und PET wird bereits eine Festigkeitssteigerung der teilkristallinen Phase durch Verstrecken genutzt.
Zur Herstellung von eigenverstärktem Polycarbonat soll genau das gleiche Prinzip wie bei der Herstellung eigenverstärkter teilkristalliner Kunststoffe genutzt werden.
Durch das Verstrecken von amorphen und teilkristallinen Thermoplasten lassen sich wesentliche Eigenschaftsänderungen erzeugen, da die Makromoleküle stark orientiert und so dicht aneinander gezogen werden, dass die Nebenvalenzkräfte erheblich ansteigen. Die Orientierung der Molekülstruktur und damit die Steigung der Nebenvalenzkräfte, welche in Bild A8-1 für einen amorphen Thermoplasten dargestellt ist, bewirkt unter anderem eine Zunahme der Festigkeit und des E-Moduls in Verstreckrichtung, die auf die zusätzliche Steigerung des Kristallisationsgrades zurückzuführen ist.
- Bild A8-1: Molekulare Orientierung eines amorphen Thermoplasten beim Recken
Die zuvor auf einer Flachfolienanlage hergestellten Polycarbonatfolien werden auf einer monoaxialen Reckanlage von Dr. Collin, welche in Bild A8-2 dargestellt ist, bei unterschiedlichen Reckgraden und Temperatureinstellungen verstreckt.
- Bild A8-2: Monoaxiale Reckanlage MDO-BT von Dr. Collin
Dabei wird, wie in Bild A8-3 zu erkennen, deutlich, dass mit steigendem Reckgrad und steigender Temperaturführung die Zugfestigkeit des Polycarbonats um bis zu 50 % erhöht wird.
- Bild A7-3: Zugfestigkeiten PC bei unterschiedlichen Reckgraden und Temperaturführungen
