Zähigkeitsoptimierung von kurzglasfaserverstärkten Polybuten-1-Werkstoffen unter dynamischer Beanspruchung

Das Ziel des Vorhabens ist die Bewertung von kurzglasfaserverstärkten Polyolefinwerkstoffen, insbesondere von Polybuten-1, hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften und die Aufklärung der mikromechanischen Deformationsprozesse unter schlagartiger Beanspruchung, da die Entwicklung bei der Anwendung faserverstärkter Kunststoffe zunehmend dahingeht, neue Einsatzgebiete zu erschließen und auch andere Werkstoffklassen zu substituieren. Durch Kopplung der Schallemissionsanalyse mit dem instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch (IKBV) kann ein neuer Weg zur Bestimmung von Rissinitiierungswerten für faserverstärkte Kunststoffe als Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung eröffnet werden. Durch die Kombination Schallemissionsanalyse/IKBV sollen die während des Bruchvorgangs ablaufenden Schädigungsprozesse erfasst werden, sowie physikalisch begründete Interpretationen der Rissinitiierungs- und -ausbreitungsvorgänge hinsichtlich Zähigkeitscharakterisierung und -optimierung ermöglicht werden, was durch messtechnische Probleme bei kurzglasfaserverstärkten Kunststoffen bisher zu unbefriedigenden Ergebnissen führte. Mit Hilfe der im IKBV gewonnenen Daten kann unter Anwendung bruchmechanischer Konzepte eine Bewertung der instabilen Rissausbreitung und Rissinitiierung erfolgen. Mit der gleichzeitigen Registrierung der Schädigungsprozesse mittels Schallemissionsanalyse während des IKBV ist die Zuordnung von mikromechanischen Deformationsprozessen sowie Rissinitiierung- und Rissausbreitungsstadien zum integralen Belastungsverhalten möglich. In Voruntersuchungen, die in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Dr.- Ing. habil J. Bohse) durchgeführt worden, konnte die Realisierbarkeit der Kopplung mit der Schallemission und IKBV gezeigt werden (siehe Projekt Werkstoffoptimierung von Polyolefinen für medizinische Anwendungen).