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Ergänzend zum bisherigen Stand der Wissenschaft und Technik wurden in dieser Veröffentlichung Fichtefasern aus einem thermo-mechanischen Aufschlussprozess über einen Spritzgusscompounder mit Polypropylen und Haftvermittler direkt compoundiert. Bei der direkten einstufigen Verarbeitung wurde ein steigender Holzfaseranteil bis 30 Gew.-% untersucht. Die Charakterisierung der Materialkombinationen erfolgte durch Zugversuche, Melt-Flow-Rate Messungen, Dichtebestimmung, Mikroskopie und Kerbschlagbiegeversuche. Bei steigendem Holzfaseranteil wird eine Steigerung der Zugeigenschaften, der Viskosität und der Dichte festgestellt. Die Kerbschlagzähigkeit bleibt bei steigendem Holzfaseranteil im Rahmen der Standardabweichung konstant, ist jedoch im Vergleich zum unveränderten Grundpolymer geringer.
Due to their lightweight potential and good eco-balance, thermoplastic hybrid composites with natural fiber reinforcement have long been used in the automotive industry. A good alternative to natural fibers is wood fibers, which have similar properties but are also a single-material solution using domestic raw materials. However, there has been hardly any research into wood fibers in thermoplastic back-injected hybrid composites. This article compares the bond strength of an injection molded rib from polypropylene (PP) and wood fibers to different non-wovens. The non-wovens consisted of wood fibers (spruce) or alternatively natural fibers (kenaf, hemp), both with a polypropylene matrix. Pull-off and instrumented puncture impact tests show that, given similar parameters, the natural and wood-fiber-hybrid composites exhibit very similar trends in bond strength. Further tests using viscosity measurements, microscopy, and computed tomography confirm the results. Wood-fiber-reinforced thermoplastic hybrid composites can thus compete with the natural fiber composites in terms of their mechanical behavior and therefore present a good alternative in technical semi-structural applications.
Leichtbau, ressourcenschonende Herstellungstechnologien und die Verwendung nachwachsender Rohstoffe sind zentrale Themen des 21. Jahrhunderts. Thermoplastische Hybridverbunde mit Naturfaserverstärkung sind seit langem Stand der Technik und werden vor allem in der Automobilindustrie verwendet. Holzfasern sind in diesem Bereich jedoch noch nicht umfassend untersucht.
Der Vortrag befasst sich mit dem Potenzial von Holzfasern (Fichte) für thermoplastische Hybridverbunde im Vergleich zu Naturfasern (Kenaf, Hanf). Dabei werden mechanische Untersuchungen (Kopf-Zug-Versuch und instrumentierter Durchstoßversuch) von zwei hybriden Bauteilen gezeigt. Die Verbundhaftung wird bei unterschiedlichen Schädigungsmechanismen in Abhängigkeit ausgewählter Parameter dargestellt. Die relevanten Effekte werden ergänzend durch Mikroskopie und Computertomographie beschrieben.
Es zeigt sich, dass thermoplastische Hybridverbunde mit Holzfasern mit dem Benchmark aus Naturfasern mechanisch konkurrieren können. Zudem zeigen Holzfasern andere Vorteile wie geringe Rohstoffrisiken.
