Kohlenstoffaser-Epoxidharzprepregs mit Verbesserter Interlaminarer Risszähigkeit

Kurzfassung

Anwender von Epoxidharzprepregs fordern verbesserte Verarbeitungs- und Anwendungseigenschaften von Prepregs. Verbesserungen im Bereich der Impacttoleranz ist eine wesentliche Forderung. Gleichzeitig sollen jedoch die Temperaturbeständigkeit (Glaspunkt) und das Verhalten im warm-feuchten Klima nicht verschlechtert werden.

Im Rahmen dieser Arbeit werden Formulierungsarbeiten an 120° C- und 180° C-härtenden Epoxidharzen beschrieben. Die unmodifizierten Basisharze werden mit CTBN-Kautschuken modifiziert, mit dem Ziel die Rißzähigkeit und Bruchenergie des Reinharzes zu erhöhen und damit die interlaminare Rißzähigkeit in Kohlenstoffaserlaminaten anzuheben. Es wurde gefunden, daß die Vervielfachung der Bruchenergie im Reinharz nur zu einer geringfürgigen Steigerung der Delaminationsfestigkeit in Laminaten fürhrt. Elastifizierte Harze ergeben eine Erniedrigung der interlaminaren Scherfestigkeit im UD-Laminat, ohne jedoch die Laminatfestigkeit und -steifigkeit negativ zu beeinflussen.

Die größte Rißzähigkeitsverbesserung am 180° C-härtenden Reinharz ergab sich bei gleichzeitiger Verwendung von zwei CTBN-Elastomeren unterschiedlichen Molekulargewichts (bimodale Modifizierung).

Das Modifizieren mit reaktiven Elastomeren (CTBN-Kautschuken) fürhrte in jedem Fall zu einer Absenkung der Glasübergangstemperatur im Reinharz.