Farbe schwächt Kunststoff

Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind aufgrund ihrer günstigen mechanischen Eigenschaften weit verbreitet. Durch die Fasern werden Steifigkeit und Festigkeit des Materials erhöht. Eine Einfärbung des Kunststoffs hat jedoch häufig eine drastische Stabilitätseinbuße zur Folge, da die harten Pigmente die Glasfasern schädigen. Der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Rainer Renz ist es gelungen, die Auswirkung der Pigmentzugabe auf die Festigkeit der nur wenige Zentel Millimeter langen Einzelfasern zu messen.

Die Wissenschaftler konstruierten eine Apparatur, mit der sich die Bruchfestigkeit von Fasern ab einer Länge von 0,1 mm ermitteln lässt. Dazu wird die zu untersuchende Glasfaser vor einen dünnen Spalt gelegt und mit einer Nadel durchgebogen, bis sie bricht. Die dafür aufzubringende Kraft wird gemessen und lässt sich im Rechner als Kraft-Durchbiegungsdiagramm darstellen.

Die Forscher konnten feststellen, dass schon eine Pigmentzugabe von 0,1 Gewichtsprozent Titandioxid die Faserbruchkraft um über 20 Prozent reduziert. Bei Volleinfärbung lässt die Festigkeit sogar um bis zu 35 Prozent nach. Schon geringe oberflächliche Schädigungen scheinen dabei die Festigkeit der Glasfasern erheblich zu vermindern. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, Farbstoffe zu entwickeln, welche die Stabilität faserverstärkter Kunststoffe weniger stark beeinträchtigen als die heute üblichen Pigmente.

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