Ausgangsmaterialien
Matrix
Die Matrix dient in erster Linie dazu, die Kräfte in die Fasern einzuleiten, die Kraftübertragung von Faser zu Faser sicher zu stellen, die geometrische Lage der Fasern und die äußere Gestalt des Bauteils zu sichern sowie die Fasern vor Umgebungseinflüssen zu schützen.
Darüber hinaus definiert die Matrix wesentliche Eigenschaften des Bauteils wie Temperatur-, Witterungs- und Hydrolysebeständigkeit, Schlagzähigkeit und flammenhemmendes Verhalten. Man unterscheidet duro- und thermoplastische Matrizes.
Die von Hahlbrock verwendeten Duroplaste (ungesättigte Polyester-, Epoxid- oder Vinylesterharze) erhärten durch chemische Vernetzung und sind nach der Verfestigung nicht mehr plastisch verformbar. Auf Grund der guten dynamischen Beanspruchbarkeit, Dauerhaftigkeit und Temperaturbeständigkeit sind sie für baupraktische Anwendungen bestens geeignet. Auch Verklebungen einzelner Formteile sind problemlos möglich.
Thermoplaste dagegen schmelzen nach Überschreiten höherer Temperaturen und sind verformbar. Nach Abkühlung erstarren sie wieder. Elastizitätsmodul und Festigkeit sind deutlich geringer als bei Duroplasten. Bei konstanter, langfristiger Belastung neigen Thermoplaste zum Kriechen, d.h. zur temperatur- und zeitabhängigen Verformung.
Verstärkungsfasern
Verstärkungsfasern sind stabförmige Körper, meist mit Kreisquerschnitt und sehr großem Verhältnis von Länge zu Durchmesser.Die wichtigsten Faserverstärkungen sind Glasfasern, Carbonfasern und Aramidfasern. Sie erhöhen die gewichtsspezifische Festigkeit und Steifigkeit bzw. beeinflussen die elektrischen und thermischen Eigenschaften im FVK. Einflußgrößen sind Faserart, Faseranteil und vor allem die Faseranordnung.
Die Fasern werden weiterverarbeitet zu eindimensionalen Gebilden (Kurz-, Langfasern, Garne, Zwirne, Rovings, Tapes) oder Flächengebilden (Matten, Gewebe, Gelege, Geflechte, Gewirke, Gestricke, Vliese).
Diese textilen Halbzeuge werden hinsichtlich ihrer Vorzugsrichtung unterschieden:
- Ungerichtet (bei Wirrfaser- und Endlosmatten)
- Unidirektional (nur in eine Richtung)
- Bidirektional (in zwei Richtungen, meist im Winkel von 0°/90° – bei Geweben)
- Multidirektional (bis zu 4 Richtungen bei Gelegen)