Häufige Probleme beim Einsatz von Glasfasermatten (Chopped Strand Mat) und Lösungen

Ungesättigtes Harz für Glasfasermatten (Chopped Strand Mat) stellt eine der größten Herausforderungen für Anwender von Verbundwerkstoffen dar – insbesondere bei Einsatz von Spinnmatten –, da es sowohl die Qualität des Endprodukts als auch die Produktionseffizienz beeinflusst.

Zu behaupten, dass Chopped Strand Mats ein vielseitiges und äußerst anwendbares Produkt in Branchen wie Baustoffe, chemische Anlagen, Verkehrswesen und dergleichen sind, wäre eine Untertreibung. Die Matten erfüllen ihre Aufgabe für den Anwender effektiv und schonen dabei gleichzeitig dessen Budget.

Trockene Stellen und ungleichmäßiges Benetzen der Fasern führen zu einer häufig geäußerten Beschwerde. Ein Hersteller von Baustoffen berichtete, dass es aufgrund von Unbeständigkeiten bei der Festigkeit vorgefertigter Bauteile zu Verzögerungen bei der Projektabwicklung kam. Ursachen für die Ineffizienzen bei der Projektabwicklung lagen häufig in der Harzanwendung begründet – etwa in der Applikationstechnik oder darin, dass das Harz zu viskos war. Zu viskose Harze dringen aufgrund einer zu schnellen Harzanwendung nicht in das Fasernetzwerk der Matte ein, da dies zu einer Ansammlung des Harzes auf der Oberfläche der Matte führt.

Eines der zu berücksichtigenden Dinge ist die Viskosität des Harzes; versuchen Sie, diese zu senken, um die Dicke des Gewebes vollständig zu durchdringen – weniger viskoses Harz dringt leichter in dickere Gewebe ein. Tragen Sie das Harz mit einem Pinsel oder einer Rolle in dünnen Schichten nacheinander auf und benetzen Sie das Gewebe jeweils vollständig, bevor Sie die nächste Schicht auftragen. Die branchenübliche Best Practice empfiehlt, das Harz ein bis zwei Minuten ruhen zu lassen, damit es die Hohlräume in der Faser ausfüllen kann, bevor weitere Mengen zugegeben werden; dies reduziert die Wahrscheinlichkeit von Abfluss.

Luftblasenbildung

Das Vorhandensein von Luftporen im Verbundwerkstoff kann die Festigkeit der Struktur des Verbundwerkstoffs verringern und die Oberflächenoptik beeinträchtigen. Die Oberflächen des Verbundwerkstoffs können veredelt und dekorativ genutzt werden, sind jedoch so empfindlich, dass sie beschädigt oder sogar abplatzen können. Ein Kunde aus dem chemischen Bereich hatte bei der Herstellung von Tanks für korrosionsbeständige Anwendungen Probleme mit diesem Phänomen: Die Luftporen bildeten Kanäle, durch die die Chemikalien austreten konnten. Ursache hierfür ist eine Kombination aus Walzen, zu schnellem Harzzusatz und Feuchtigkeit in der Mattenlage. Beim Aushärten des Harzes verbindet sich die Feuchtigkeit in der Matte mit dem Harz und erzeugt Luftporen.

Um Luftporen zu vermeiden, ist zunächst eine sachgerechte Lagerung sicherzustellen. Matten sollten trocken und gut belüftet gelagert werden, um Feuchtigkeitskontamination zu vermeiden. Verwenden Sie beim Auftragen eine gezahnte Walze und drücken Sie die Matte vorsichtig an, um Lufttaschen zu entfernen, ohne die Fasern zu beschädigen. Das Walzen des Harzes sollte gleichmäßig und langsam erfolgen, um das Einschließen von Luft zu vermeiden.

Interlaminare Bindung

Delaminierung ist ein kritisches Problem bei tragenden Bauteilen, wie beispielsweise Matten aus geschnittenen Einzelfasern. Einer unserer Kunden aus dem Transportsektor erlebte innerhalb weniger Monate nach Inbetriebnahme eine Delaminierung der Paneele – es stellte sich heraus, dass dies ein gravierendes technisches Problem war. Dieses Problem resultiert häufig aus Oberflächenkontamination. Als Beispiel führt eine unzureichende Aushärtung des Harzes ebenfalls auf niedrige Prozesstemperaturen und kurze Aushärtezeiten zurück. Staub, Öle und Trennmittel auf der Oberseite der Matte bilden eine Kontaminationsschicht, die wiederum zur Delaminierung führt.

Um die Zwischenschicht-Haftung zu verbessern, reinigen Sie die Mattenoberfläche vor der Laminierung mit einem fusselfreien Tuch. Vermeiden Sie starke Lösemittel, die die Mattenfasern beschädigen können. Halten Sie die Aushärtungsumgebung bei einer konstanten Temperatur innerhalb des vom Harzhersteller empfohlenen Bereichs (für Standard-Polyesterharze liegt dieser bei 18–25 °C). Härten Sie das Harz gemäß den branchenüblichen Richtlinien aus. Eine ausreichende Nachhärtungszeit (24–48 Stunden) erhöht die Haftfestigkeit deutlich.

Lockere Schnittkanten

Nach dem Schneiden der Matte können lose Fasern zu ungleichmäßigen Lagen und damit zu einer Beeinträchtigung der Qualität führen. Dieses Problem trat bei einem Hersteller von Verbund-Kajaks für die Freizeitsportbranche auf. Lose Fasern erzeugten raue Oberflächen, die umfangreiches Schleifen erforderten. Nicht sauber geschnittene und nicht herausgezogene Fasern waren die Folge von zu stumpfen Schneidwerkzeugen oder einer zu groben Schneidmethode.

Dieses Problem kann durch den Einsatz scharfer Schneidwerkzeuge wie Rotationsmesser oder Verbundschere behoben werden. Achten Sie darauf, die Matte auf einer ebenen, harten Unterlage zu schneiden, um eine Verschiebung der Fasern zu verhindern, und üben Sie beim Schneiden nur leichtem Druck aus. Für großflächige Anwendungen empfehlen führende Spezialisten für Glasfasermaterialien den Einsatz automatisierter Schneidsysteme, um saubere und gleichmäßige Kanten zu erzielen.