@PhdThesis{duepublico_mods_00070029,
  author = 	{Mankiewicz, Jasmin},
  title = 	{Herstellung, Modifikation und Anwendung faserverst{\"a}rkter Duromere unter Einsatz von Vlies aus Carbonfaser-Rezyklat},
  year = 	{2019},
  month = 	{Mar},
  day = 	{27},
  abstract = 	{Wegen der steigenden Nachfrage nach Carbonfaser-Bauteilen f{\"u}r den Leichtbau wird der Absatz f{\"u}r Carbonfasern in Zukunft weiter stark steigen. Produktionsbedingt fallen 10 - 30 {\%} kostenintensive Carbonfaserabf{\"a}lle durch spezifikationsverfehlende Produkte, Verschnitte an beispielsweise Faser-Halbzeugen an und viele Bauteile, die im Bereich Luft- und Raumfahrt zur Zeit ihr Lebensende erreichen. Besonderen Druck erf{\"a}hrt der CF Sektor durch das Deponierverbot von Carbonfasern, sowie gesetzli-chen Regelungen wie der Altfahrzeuge Richtlinie nach der von 85 {\%} eines Autos re-cycelbar sein muss. Das Recycling r{\"u}ckt deswegen in den Fokus. Die m{\"o}glichen Recyc-lingverfahren k{\"o}nnen in drei Arten unterteilt werden: stoffliches, thermisches und chemisches Recycling. Da als Vorstufe jedes Recyclingprozesses die Zerkleinerung steht, verlieren die CF sowohl ihre Ursprungsl{\"a}nge, wie auch ihre gewobene Struk-tur. Die Wiederverwendung von recycelten Fasern ist nur in Schnittfasermatten sinnvoll m{\"o}glich. Die Herstellung der Kohlenstofffaservliesstoffe kann {\"u}ber drei Her-stellungsverfahren erfolgen, aerodynamisch, mittels Krempel und hydrodynamisch (Nassvliesverfahren). F{\"u}r die Untersuchungen an der Hochschule Niederrhein bietet das Nassvliesverfahren eine Reihe von Vorteilen, wie beispielsweise eine einfachere Handhabung bei elektrischen Ger{\"a}ten durch das Ausbleiben von Staub.
Ziel dieses Projektes es, die Machbarkeit des Nassvliesprozesses auch f{\"u}r recycelte Fasern nachzuweisen und die hergestellten Vliese sp{\"a}ter mit Hilfe des Resin Transfer Molding Verfahrens (kurz: RTM) zu Verbundwerkstoffen weiterzuverarbeiten. Um die geeigneten Anwendungsbereiche f{\"u}r Vliesverst{\"a}rkung in Kunststoffen bestimmen zu k{\"o}nnen, wird im Rahmen der Untersuchung der Hochschule Niederrhein in Krefeld das Material in erster Linie anhand seiner Orientierung und mechanischen Kennwer-te genau charakterisiert. Der Schwerpunkt wird auf die Eigenschaften Zugfestigkeit, Elastizit{\"a}ts-Modul, Biegesteifigkeit und Energieaufnahme gelegt und soll dazu die-nen ein Datenblatt f{\"u}r das definierte Verbundsystem zu erstellen. Dabei werden eine Reihe von ver{\"a}nderbaren Parametern wie Faserl{\"a}nge, Faservolumengehalt, Dis-pergiermittel, Haftvermittler und Harzsystem untersucht. Anschlie{\ss}end soll das Ver-bundsystem unter Einsatz der G'sell Jonas Gleichung f{\"u}r Temperatur- und Dehnra-tenabh{\"a}ngigkeit modelliert werden und das Materialverhalten mit Helius Composite 2017 und ANSYS Workbench 18.2 nachgestellt, sowie die untersuchten Material-kennwerte mit guter {\"U}bereinstimmung berechenbar gemacht werden.
Als Ergebnis wurden recyclte Carbonfaservliese erfolgreich im industriellen Ma{\ss}stab hergestellt. Dabei wurde die Erkenntnis gewonnen, dass Fasern aus dem Pyroly-seprozess in dem angewendeten System aus Hydroxyethylcellulose und Polysorbat 85 die besten Ergebnisse liefern. Grunds{\"a}tzlich lassen sich Faserfl{\"a}chengewichte zwi-schen 30 - 100 g/m{\texttwosuperior} herstellen, die bis zu einer Faserl{\"a}nge von 12 mm problemlos auf einer Nassvliesanlage verarbeitet werden k{\"o}nnen. Anschlie{\ss}end k{\"o}nnen diese Vliese bis zu einem Faservolumengehalt von 50 {\%} f{\"u}r zwei verschiedene Epoxidharz-systeme mit dem RTM-Verfahren zu Verbundplatten weiterverarbeitet werden. Die Ver{\"a}nderung des Systems hinsichtlich verschiedener Parameter zeigte nicht immer eine Verbesserung der mechanischen Kennwerte. Einige Parameter (Faserfl{\"a}chenge-wicht, Dispergiermittelart und Harzsystem) haben keinen Effekt auf die mechani-schen Kennwerte. Andere Parameter, wie Faservolumengehalt, Faserl{\"a}nge und Haft-vermittler zeigen positive Einfl{\"u}sse, w{\"a}hrend die Dispergiermittelmenge einen nega-tiven Einfluss besitzt. Unter Ber{\"u}cksichtigung der durchgef{\"u}hrten Charakterisierung erfolgte die Berechnung der Verformung bei mehrachsiger und einachsiger Last. Hierf{\"u}r wird ein zehnlagiger unidirektionaler Aufbau mit verschiedenen Orientierun-gen ben{\"o}tigt. Bei Simulation konnte eine hohe Genauigkeit von 16,17 {\%} erreicht werden.},
  doi = 	{10.17185/duepublico/70029},
  url = 	{https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00070029},
  url = 	{https://doi.org/10.17185/duepublico/70029},
  file = 	{:https://duepublico2.uni-due.de/servlets/MCRFileNodeServlet/duepublico_derivate_00070050/Diss_Mankiewicz.pdf:PDF},
  language = 	{de}
}