Experimentelle Untersuchung des makroskopischen Verhaltens von nachhaltigen Faserverbundwerkstoffen im Versagensfall

Kurzfassung

Seit einigen Jahren nimmt das Interesse an natürlichen Alternativen zu Glas- und Kohlenstofffaser zur Verstärkung von Kunststoffen zu. Dies spiegelt sich in einzelnen Industrieprodukten, sowie einer Vielzahl aktueller wissenschaftlicher Veröffentlichungen wieder. Das Interesse ist getrieben vom Konstruktionsprinzip des Leichtbaus und den ökologischen Vorteilen, aber auch stoß- und schalldämpfenden Eigenschaften, welche natürliche Rohstoffe gegenüber den konventionellen Fasern aufweisen. Die unterschiedlichsten natürlichen Fasern werden zur Verstärkung von Kunststoffen verwendet, einige davon sind Flachs, Kenaf, Kokosfaser, Hanf, Jute und Sisal. Sie bestechen im Allgemeinen durch einen sehr geringen Energieaufwand in der Herstellung, geringen bis negativen CO2-Ausstoß, allgemeine Verfügbarkeit; teilweise als Abfallprodukt anderer industriezweige, geringe Dichte bei guten Festigkeitswerten und eine unkomplizierten Verwertung oder die Möglichkeit zum Recycling. Herausforderungen bei der Verwendung von Naturfasern sind zufriedenstellende und konsistente mechanische Eigenschaften bei einem von wechselnden Umweltbedingungen abhängigen Werkstoff zu erreichen, sowie weiterführende Fragen der Feuchtigkeitsaufnahme, des Brandschutzes und der Konservierung gegen biologische Zersetzung. In dieser Arbeit werden nachhaltige Materiallösung experimentell untersucht und ihre mechanischen Eigenschaften unter Biege-, Zug- und Impactlasten charakterisiert.