Handbuch - Suter Swiss-Composite Group

Ausg./Ed. 01.03 Änderungen vorbehalten / Modifications reserved
Die zu verarbeitenden Harze sollten eine Temperatur von mindestens 25 °C
haben. Dazu kann man die Gebinde vor Gebrauch z.B. im Wasserbad erwärmen.
Eine weitere Erwärmung auf bis zu 35 °C verringert die Viskosität noch einmal
deutlich.
Allerdings muß man hier beachten, daß eine Temperaturerhöhung um 10 °C die
Verarbeitungszeit der Harze halbiert. Deshalb sollten angewärmte Harze nur in
kleinen Mengen angesetzt und zügig verarbeitet werden.
Da das Harz in dünnen Schichten sehr schnell abkühlt, sollten zudem auch die
Formen angewärmt werden. Dieses kann einfach geschehen, indem man die
Formen bis unmittelbar vor dem Gebrauch in einem warmen Raum lagert.
Formen aus Laminierkeramik halten dabei aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität
besonders gut ihre Temperatur.
Aushärtung von Epoxydharzen
Die Aushärtung von Epoxydharzen ist ein chemischer Prozeß, bei dem die
Moleküle der Einzelkomponenten miteinander reagieren und dabei lange,
räumlich vernetzte Molekülketten bilden. Bei Epoxydharzen erfolgt der
Härtungsprozeß als Polyaddition, d.h. für jeden Baustein im Harz ist immer
auch eine bestimmte Anzahl von Bausteinen der Härterkomponente erforderlich.
Wird das Mischungsverhältnis nicht genau eingehalten, bleiben unvernetzte
Bausteine einer Komponente übrig. Diese unvollständige Vernetzung kann zu
verminderten Festigkeitseigenschaften der Formstoffe führen.
Auch wenn das Mischungsverhältnis genau eingehalten wurde, werden wie
bei jeder chemischen Reaktion einzelne Moleküle übrig bleiben, die keinen
Reaktionspartner gefunden haben. Um optimale Festigkeitseigenschaften
erzielen zu können, muß aber ein möglichst hoher Vernetzungsgrad erreicht
werden. Zusätzlich zur genauen Einhaltung des Mischungsverhältnisses kann
durch eine gezielte Erwärmung (Temperung) der Vernetzungsgrad auf annähernd
100% gesteigert werden. Die Erwärmung muß aber vorsichtig und gezielt
erfolgen, damit sich kein Verzug einstellt.
Dabei werden durch die Temperung die mechanische Festigkeit und insbesondere
auch die Wärmeformbeständigkeit der Harze erhöht. Aus diesen
Gründen ist z.B. für Strukturbauteile im Flugzeugbau eine Temperung zwingend
vorgeschrieben.
Temperung von Faserverbundbauteilen
Bei der Verwendung kalt aushärtender Epoxydharzsysteme können die Bauteile
zunächst bei Raumtemperatur aushärten, entformt und ggf. nachbearbeitet
werden. Eine Temperung sollte innerhalb der nächsten Tage erfolgen. Dabei
werden die Bauteile in einem geeigneten Raum verzugsfrei gelagert und langsam
erwärmt. Die Temperaturerhöhung sollte 10 °C pro Stunde nicht überschreiten.
Wenn die Zieltemperatur erreicht ist, muß diese mindestens 10 Stunden
gehalten werden. Für die von R&G vertriebenen Epoxydharzsysteme gilt bis zu
einer gewissen Temperatur ein Temperaturvorlauf von 30 °C. Das bedeutet,
daß Bauteile die z.B. bei 55 °C 10 Stunden lang getempert wurden eine
Wärmeformbeständigkeit von 85 °C aufweisen (LF-Harz).
Warmhärtung im Temperzelt
Achtung!
Das Temperzelt darf während des Heizens aus
Sicherheitsgründen nie unbeaufsichtigt bleiben!
The resins for processing should have a temperature of at least 25 °C. The
packaging, for example, can be heated in a water bath before use. Heating
further up to 35 °C effects a further considerable reduction in viscosity.
However, it must be noted at this point that an increase in temperature of 10 °C
halves the processing time for the resins. For this reason, heated resins should
be mixed in small quantities only and quickly processed.
Resin in thin layers cools very quickly, so the moulds should be heated in
addition. The simplest method is to store the moulds in a warm environment
until directly before they are used. Owing to their heat capacity, moulds of
laminating ceramics maintain their temperature especially well.
Curing epoxy resins
When epoxy resins cure, they undergo a chemical process, whereby the
molecules of the individual constituents react with one another, forming in the
process three-dimensional cross-links of long molecular chains. In the case of
epoxy resins, this curing process takes place as so-called polyaddition, i.e.
every structural unit in the resin always needs a certain number of structural
elements from the hardener constituent. If the mixing ratio is not precisely
observed, structural units from one constituent will be left over that are not
cross-linked. This incomplete cross-linking can lead to a deterioration in the
moulded materials’ strength properties.
Even when the mixing ratio has been observed precisely, individual molecules,
as in every chemical reaction, will be left over that have not found a reaction
partner. Yet the greatest possible degree of cross-linking must take place if the
optimal strength properties are to result. In addition to the precise observation
of the mixing ratio, a specific heating process (annealing) can be employed to
raise the degree of cross-linking to approximately 100%. This heating process
must, however, be conducted carefully and under specific conditions so that
no warpage can occur.
Annealing serves to improve the resin’s mechanical strength and, in particular,
its heat distortion temperature as well. For these reasons, annealing is
compulsory on, for example, structural components in aircraft construction.
Annealing fibre composites
When cold-curing epoxy resin systems are used, the components can first of
all be cured at room temperature, demoulded, and if necessary finished.
Annealing should be conducted within the next few days. In this process, the
components are stored in a suitable room and slowly heated without distorting.
The increase in temperature should not exceed 10 °C per hour. Once the target
temperature has been reached, this must be maintained for at least ten hours.
The epoxy resin systems marketed by R&G exhibit up to a certain temperature
a 30 °C difference between their annealing and heat distortion temperatures;
in other words, components that have been annealed, say, at 55 °C for ten
hours exhibit a heat distortion temperature of 85 °C (LF resin).
Hot curing in an annealing tent
Important!
For safety reasons, the annealing tent may not be
left unattended when in operation!
R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH D-71111 Waldenbuch Fon 0 71 57/53 04 60 Fax 0 71 57/53 04 70 www.r-g.de
1.61
1