Funktionalisierung von Klebstoffharzen durch Matrixadditive für sensorische Anwendungen in Windrotorblättern

Abstract

Die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Windkraft-Rotorblättern hängen maßgeblich von der Qualität ihrer Klebeverbindungen ab. Schäden in diesen Verbindungen können zu erheblichen betrieblichen und wirtschaftlichen Folgen führen. Diese Arbeit untersucht die Entwicklung eines partikelverstärkten, elektrisch leitfähigen Klebstoffsystems auf Basis eines ZweiKomponenten-Epoxidharzes. Durch die Zugabe von kohlenstoffbasierten Füllstoffen wie Leitruß (Carbon Black) und mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (MWCNT´s) wird eine elektrische Leitfähigkeit erreicht. Ziel ist es, eine Klebstoffformulierung zu entwickeln, die sowohl eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit als auch geeignete mechanische und rheologische Eigenschaften aufweist. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine gezielte Auswahl und Anpassung der Füllstoffkonzentrationen eine Balance zwischen elektrischer Leitfähigkeit, mechanischer Festigkeit und Verarbeitbarkeit erzielt werden kann. Damit bildet diese Arbeit eine Grundlage für die Weiterentwicklung von funktionalisierten Klebstoffen für Anwendungen in der Windkraftindustrie. // The reliability and longevity of wind turbine rotor blades depend significantly on the quality of their adhesive joints. Damage to these joints can lead to severe operational and economic consequences. This study focuses on the development of a particle-reinforced, electrically conductive adhesive system based on a two-component epoxy resin. By incorporating carbon-based fillers such as carbon black and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT´s), electrical conductivity is achieved. The objective is to formulate an adhesive that combines sufficient electrical conductivity with suitable mechanical and rheological properties. The results demonstrate that an optimal balance between conductivity, mechanical strength, and processability can be achieved by carefully selecting and adjusting the filler concentrations. This work lays the foundation for the further development of functionalized adhesives for applications in the wind energy industry.