Mechanisch-dynamische Untersuchungen an Phenol-Formaldehyd-Preßmassen in Abhängigkeit vom Füllstoffgehalt

Zusammenfassung

Mit Hilfe des Torsionsschwingungsversuchs wurde an Phenolharzpreßmassen der Einfluß verschiedener Zusatzstoffe (Glaskugeln unterschiedlicher Korngröße, Gesteinsmehl, Zeolithe) auf den Schubmodul und die mechanische Dämpfung im Temperaturbereich von −180°C bis +240°C untersucht.

Mit steigendem Füllstoffanteil wurde eine Erhöhung der Speicher- und Verlustmodulwerte festgestellt, wobei das mechanisch-dynamische Verhalten der gefüllten Proben auch bei höherem Gehalt an Füllstoff deutlich vom viskoelastischen Verhalten des Grundwerkstoffs bestimmt wird.

Die Untersuchungen haben gezeigt, daß neben der Konzentration, der Art und der Gestalt der Zusatzstoffe auch die Größe der Füllstoffteilchen und deren Haftung mit der Harzmatrix die wichtigsten Einflußgrößen für die mechanischen Eigenschaften von Phenolharz-Verbundwerkstoffen darstellen.

Ein Vergleich der erzielten Meßergebnisse mit den theoretischen Voraussagen über die Schubmodulerhöhung von Teilchenverbundsystemen ergab eine recht befriedigende Übereinstimmung. Wesentlich erscheint, daß bei allen derartigen Verbundsystemen die Korngröße und die Korngrößenverteilung im Bereich um 10⁻³ mm bis 10⁻⁴ mm liegen sollte.

Summary

The effect of various inorganic fillers (glass beads of different particle size range, barium sulfate powder, zeolites) on the dynamic-mechanical properties at about 1 Hz of phenol-formaldehyde thermosets have been determined over a range of temperatures from −180°C to +240°C. Increasing the filler content of the specimens increased the storage and loss moduli. In all cases the mechanical behaviour of the composites is dominated by the viscoelastic properties of the resin matrix. The experimental results are compared with theoretical predictions for shear moduli vs. filler content, as known from publications.