Mikrowelleninduzierte faserverstärkte Duromerschäume

Klassische duromere Schäume zeichnen sich durch hervorragende thermische Eigenschaften und ihren niedrigen Preis aus. Um diesem Werkstoff auch in Zukunft seinen Platz zu erhalten, bedürfen Schäume aus Phenolharz (PF), Epoxidharz (EP) und Ähnlichem eines biobasierten Rohstoffzugangs, einer umweltgerechteren Herstellung und besserer mechanischer Eigenschaften. Die Kombination aus Wasser als Treibmittel, Mikrowellenergie, Faserverstärkung und biobasierten Füllstoffen soll einen Beitrag zu dieser Entwicklung liefern.

Die im Vorlaufforschungsprojekt VF140034 erzielten Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist das native Polymer Methylcellulose mechanisch aufzuschäumen und als Schaumstoff zu stabilisieren.

Die Verwendung der Mikrowellentechnologie zeigt Erfolge bei dünnen Schichten, welche mittels Breitschlitzdüse im Mikrowellenkanal vernetzt werden können. Die Übertragung der Versuche von der Labormikrowelle auf den kontinuierlichen Betrieb (MW-Kanal) konnte erfolgreich abgeschlossen werden. Es gelang dünne Schaumfilme bis zu 1 mm Dicke herzustellen.

Alternativ wurden zwei weitere Trocknungsmethoden evaluiert. Die Gefriertrocknung erzeugt einen offenporigen Schaumstoff, welcher wenig bis keinen Schrumpf aufweist. Die Trocknung im Trockenschrank erzeugt geschlossenzellige Polyederschaumstoffe. Die Verwendung der Mikrowelle zerstört die Polyeder teilweise, sodass ein gemischtzelliger Schaumstoff entsteht. Durch die Zugabe von Stärke als Additiv kann die Härte um bis zu 100% gesteigert werden.

Fasern können bis zu einem gewissen Grad eingebracht werden. Der prozentuale Anteil hängt stark vom Viskositätsanstieg ab. Die Herstellung von Sandwichbauteilen konnte ebenfalls erfolgreich durchgeführt werden.