Druckabhängige Modellierung von duromeren Epoxid-Harzen zur Verwendung in Kohlenstofffaser-verstärkten Kunststoffen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Axel Herrmann
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik ; Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317456845

Das Ziel des Projektvorschlages ist die Untersuchung desDruckeinflusses auf das Aushärteverhalten von Epoxidharzen sowiederen thermo-mechanische Eigenschaften. Dies soll durch dieAnwendung der Freie-Volumen-Theorie in der Modellierung derMaterialeigenschaften sowie der Modellierung des Druckeinflussesauf das freie Volumen erreicht werden. Im Materialmodell wird somiteine starke Kopplung zwischen dem Prozessdruck und den thermochemischenMaterialeigenschaften hergestellt. Die Untersuchung solldie zugrundeliegende Frage beantworten, ob der Druckeinfluss aufdas Aushärteverhalten von Epoxid-Harzen durch die Freie-Volumen-Theorie beschrieben werden kann. Eine Anwendung der zuentwickelnden Modelle ist die Simulation des HDRTM-Prozesses,einer Variante des RTM Prozesses, die hohe Prozessdrücke von biszu 200 bar verwendet. Die hohen Drücke erlauben eine signifikanteReduktion der Zykluszeiten, allerdings kann hier der Druckeinfluss aufdie Materialeigenschaften des Epoxidharzes nicht wie im normalenRTM-Prozess vernachlässigt werden. Die Untersuchungen beziehensich auf das Beispielmaterial VERAFORCE 5200 von Dow, einschnellhärtendes Epoxidharzsystem welches speziell für dasHDRTM-Verfahren entwickelt wurde. Die Erkenntnisse zum Verhaltendes Epoxid-Harzes unter hohem Druck und zur Modellierung derDruckabhängigkeit lassen sich allerdings auf andere Materialienübertragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen