Kunststoffverbände

Kunststoffverbünde, auch Polymermatrix-Verbundstoffe genannt, sind Leichtbaustoffe, die aus einer Polymermatrix und einem oder mehreren Verstärkungsstoffen bestehen. Die Verstärkung erhöht Festigkeit, Steifigkeit und oft Temperaturbeständigkeit im Vergleich zu unverbundenen Kunststoffen. Typische Verstärkungen sind Fasern (Glas, Kohlenstoff, Aramid) oder feine Partikel; die Matrix kann thermoplastisch oder thermoset sein.

Zu den Formen gehören Faserverbunde (GFK, CFK, AFK), Laminataufbauten und sandwich-strukturierte Systeme. Die Herstellung erfolgt durch Prozesse wie Laminieren, Resin Transfer Molding (RTM) bzw. Vakuum-RTM, Pultrusion, Filament-Winding, Spritzgießen oder additiv hergestellten Verbundstrukturen.

Eigenschaften der Kunststoffverbünde umfassen hohes Festigkeits- und Steifigkeitsprofil bei geringem Gewicht, gute Korrosions- und Ermüdungsbeständigkeit sowie gute Dämpfungseigenschaften. Die Systeme sind anisotrop und stark von der Faserorientierung abhängig. Anwendungen umfassen Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Windkraft, Sportgeräte, Bauwesen und Elektronik.

Umweltaspekte: Thermoset-Verbunde sind oft schwer zu recyceln; Thermoplaste lassen sich besser wiederverwerten, doch das Recycling bleibt komplex. Forschung zielt auf biobasierte Matrizes, verbesserte Recyclingketten und Reparaturmöglichkeiten. Standards und Prüfungen folgen DIN- und ISO-Normen, etwa Zug-, Biege- und ILSS-Tests, um Qualität und Lebensdauer zu sichern.