Einleitung:

Um die Grenzflächenhaftung zwischen den Fasern und der Matrix in Polymerverbundwerkstoffen zu erhöhen, werden häufig Haftvermittler und Kompatibilisatoren eingesetzt. Die mechanischen, thermischen und physikalischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs werden dadurch verbessert. In diesem Artikel werden die Auswirkungen von Haftvermittlern und Kompatibilisatoren auf endlosfaserverstärktes Polypropylen (CFRPP) sowie deren Vorteile und Einsatzmöglichkeiten untersucht.

Die Funktion von Haftvermittlern und Kompatibilisierungsmitteln: 

In Verbundwerkstoffen werden Haftvermittler eingesetzt, um die Verbindung zwischen der Faser und der Polymermatrix zu stärken. Sie schaffen eine chemische Verbindung, indem sie mit den funktionellen Gruppen auf den Faser- und Matrixoberflächen interagieren. Die mechanische Festigkeit und Steifigkeit des Verbundwerkstoffs wird durch die starke Grenzfläche, die durch diese chemische Wechselwirkung entsteht, verbessert. Kompatibilisatoren hingegen werden eingesetzt, um die Vermischung und Dispersion von Fasern und Polymermatrix zu verbessern. Sie tragen dazu bei, die Spannung an der Faser-Matrix-Grenzfläche zu verringern, was die Benetzbarkeit und die mechanischen Eigenschaften verbessert.

Auswirkung auf die Dehnungseigenschaften: Die Zugeigenschaften von CFRPP'können durch die Zugabe von Kopplungsmitteln und Kompatibilisatoren erheblich verbessert werden. Studien zufolge kann die Verwendung eines Silan-Haftvermittlers mit CFRPP dessen Zugfestigkeit um bis zu 56% im Vergleich zu einem nicht verknüpften Verbundstoff erhöhen. In vergleichbarer Weise können Kompatibilisatoren den Zugmodul von CFRPP um bis zu 70% erhöhen, wenn Materialien wie Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen (MAPP) verwendet werden.

Auswirkungen auf die Schlagfestigkeit: 

Der Zusatz von Haftvermittler und Kompatibilisatoren können auch die Schlagzähigkeit von CFRPP erhöhen. Bei Anwendungen, bei denen das Material erheblichen Stoßbelastungen standhalten muss, wie z. B. bei Automobilteilen, ist dies besonders wichtig. Einer Untersuchung zufolge stieg die Schlagzähigkeit von CFRPP mit zusätzlichem MAPP im Vergleich zu ungekoppeltem CFRPP um 65%.

Auswirkungen auf die thermischen Eigenschaften: 

Kopplungs- und Kompatibilisierungsmittel können dazu beitragen, die thermischen Eigenschaften von CFRPP&#39 zu verbessern. Wenn es mit CFRPP gekoppelt wird, kann ein Kopplungsmittel wie 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan (GPTMS) die thermische Stabilität des Materials um 40#39 erhöhen. Die Wärmeformbeständigkeit von CFRPP kann um bis zu 50% erhöht werden, wenn ein Kompatibilitätsmittel wie Polyethylen-gepfropftes Maleinsäureanhydrid (PE-g-MAH) verwendet wird.

Anwendungen: 

Haftvermittler und Verträglichkeitsvermittler werden heute häufig in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, da sie die mechanischen, thermischen und physikalischen Eigenschaften erheblich verbessern. Im Automobilsektor, wo CFRPP häufig in Leichtbauteilen wie Stoßstangen und Innenteilen verwendet wird, sind sie sehr hilfreich. Im Bausektor werden Haftvermittler und Kompatibilisatoren ebenfalls eingesetzt, um die Leistung von CFRPP in Strukturelementen wie Brücken und Gebäuden zu verbessern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kopplungs- und Kompatibilisierungsmittel entscheidend für die Verbesserung der Eigenschaften von endlosfaserverstärktem Polypropylen sind. Sie verbessern die Grenzflächenhaftung von Fasern und Matrix, wodurch sich die mechanischen, thermischen und physikalischen Eigenschaften des Materials verbessern. In verschiedenen Bereichen und Anwendungen, insbesondere im Automobil- und Bausektor, wird der Einsatz von Haftvermittlern und Kompatibilisatoren immer beliebter.