Oberflächenmodifizierung von cellulosebasierten Fasern für den Einsatz in Verbundwerkstoffen

Die optimale Faser-Matrix-Haftung führt zu den höchsten mechanischen Eigenschaften eines faserverstärkten Kunststoffs mit den vorgegebenen Faser- und Matrixkomponenten. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Faser-Matrix-Haftung in cellulosefaserverstärkten Kunststoffen durch eine nasschemische Oberflächenmodifizierung zu optimieren. Für die Versuche werden drei Faserverbundwerkstoffsysteme eingesetzt: ein flachs-, viskose- und flachs-/carbonfaserver-stäktes biobasiertes Epoxidharz. Es werden zwei Ansätze zur Oberflächenmodifizierung von Cellulosefasern untersucht: Entfernung der prozesstechnischen und natürlichen Kontaminationen durch eine nasschemische Reinigung in organischem Lösemittel und eine Polyethylenimin-Beschichtung. Die Ergebnisse zeigen, dass der Einfluss der Polyethylenimin-Beschichtung auf die morphologischen Eigenschaften und auf das Adsorptionsverhalten von Flachs- und Viskosefasern ähnlich ist. Laut den Ergebnissen der interlaminaren Scherfestigkeit und Digitalmikroskop-Aufnahmen wird die Faser-Matrix-Haftung nach der Beschichtung verbessert. Allerdings ist der Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften und Biegeeigenschaften von den resultierenden Faserverbundwerkstoffen aufgrund verschiedener, sich überlagernder Effekte, nicht eindeutig.