Prof. apl. Prof. Dr. Wolfgang Viöl
Projektverantwortliche
Finanzierung
BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
Projektträger
PTJ
Förderkennzeichen
03LB2048D
Projektkosten
314.895,14 €
Dauer
01.11.2022 bis 31.10.2025
GrafCarbon – Entwicklung eines plasmabasierten Graftingprozesses für die Maximierung der Belastbarkeit von ultraleicht-Carbonfaserwerkstoffen mit unpolaren Matrixkunststoffen
Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) haben in vielen Industriebereichen Einzug gehalten. Sie überzeugen durch geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Stabilität und erlauben so CO2-Reduktionen, besonders im Bereich der Mobilität, indem sie schwere Konstruktionsmaterialien ersetzen.
Durch den Transfer von Graftingverfahren in die Verbundtechnologie wird eine Faser entwickelt, bei der eine dünne Schicht langkettiger Kohlenwasserstoffe durch Plasma stabil an die Kohlenstofffaser angebunden wird. Die Grenzflächenbindung basiert somit auf stabilen, unpolaren Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen. Die unpolare Bindung erlaubt eine ideale Wechselwirkung und Benetzung mit den unpolaren Matrizen (z.B. PP) und maximiert so die FMA. Die Entwicklung eines plasmavermittelten Verfahrens erlaubt gleichzeitig ein kontinuierliches Verfahren, da die Reaktionszeiten und Reinheitsansprüche an die Oberfläche minimiert werden.
Mit dieser Technik erwarten wir eine Erhöhung der FMA um min. 50 %. Durch volle Ausnutzung des Verstärkungspotentials der CF wird gegenüber Epoxid CFK eine Reduzierbarkeit des Fasergehalts[1] erwartet, was gemeinsam mit der Substitution der Matrix[2] eine Verringerung der Dichte von 15 % erreicht, bei gleichen mechanischen Eigenschaften.
[1] Von 60 auf 50%
[2] Für Epoxid:1,25 g/cm3; PP: 0,9 g/cm3; CF: 1,8 g/cm3
