Mechanische Eigenschaften von Harzsystemen

Beim Ver­gle­ich der Werte nach Aushär­tung bei 20°C wird deut­lich, dass Epox­id die bei­den Mit­be­wer­ber deut­lich übertrifft, wobei die 80°C Aushär­tung fast alle Werte anhebt und die Rückstände – beson­ders des Vinylesters – etwas ver­ringert. Inter­es­sant ist, dass Epox­id­harz durch Tem­pern sog­ar leicht an Steifigkeit ver­liert; das liegt an der überproportionalen Zunahme der Zähigkeit dieses Harzes (= hohe Bruchdehnung), in deren Folge die Steifigkeit geringfügig abn­immt. Von fast eben­so großer Bedeu­tung für Kon­struk­teure und Her­steller von Faserver­bund­bauteilen ist der Grad der Schrump­fung des Harzes während und nach der Aushär­tung bzw. Tem­pe­rung. Die Schrump­fung entste­ht durch die Neu-Anord­nung der an der Reak­tion beteiligten Moleküle während des Aushär­tungsvor­ganges, ins­beson­dere während der Gelier­phase. Sowohl Poly­ester als auch Vinylester erfahren durch die kat­alytis­che Aushär­tung eine tief­greifende Verän­derung der Moleku­larstruk­tur und schrumpfen im Ver­lauf daher bis zu 8 % (!!).

Das völ­lig andere, addi­tive Reak­tion­sprinzip der Epox­id­harze bringt dage­gen nur geringfügige Umord­nun­gen der Moleküle mit sich und es wer­den auch keine Reak­tion­spro­duk­te freige­set­zt; Epox­id­harz unter­liegt daher nur ein­er typ­is­chen Schrump­fung von etwa 2 %. Da das Schrumpfen der Harz­ma­trix immer zu Span­nun­gen im Lam­i­nat und damit ein­er Schwächung führt, ist die gerin­gere Schrump­fung von Epox­id­harz ein­er der Hauptgründe für die struk­turelle Über­legen­heit dieses Werkstoffes.
Auch der unerwünschte Effekt der relie­far­ti­gen Abbil­dung von Ver­stärkungsstruk­turen an der Mate­ri­alober­fläche (der soge­nan­nte „print through“-Effekt, etwa zu übersetzen mit „Durchze­ich­nung“) ist auf die Schrump­fung des Harzes zurückzuführen.Wer ein­mal offe­nen Auges über eine Boot­sausstel­lung gelaufen ist, hat diesen Effekt bes­timmt schon ein­mal ein­drucksvoll erlebt und weiß, dass sich die Qual­ität eines Yachtrumpfes hier schon auf den ersten Blick offenbart.