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Erspinnen von Hybrigarnen aus Kohlenstoff-Kurzfasern für Verbundwerkstoffe

复合材料用短碳纤维纺制混合纱线

基本信息

批准号：
237692119
负责人：
Professor Dr.-Ing. Chokri Cherif
金额：
--
依托单位：
Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2013
资助国家：
德国
起止时间：
2012-12-31 至 2016-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/237692119?language=en
关键词：
Erspinnen von Hybrigarnen aus Kohlenstoff

项目摘要

Wegen der einzigartigen Kombination aus geringem Gewicht, hoher Festigkeit und Steifigkeit, steigt die Nachfrage nach Kohlenstofffasern (CF) stetig an. Daraus ergibt sich aus ökologischen und wirtschaftlichen Gründen gleichzeitig auch die Notwendigkeit, Lösungen für das Recycling dieser Fasern zu entwickeln. Faserabfälle fallen in allen Verarbeitungsstufen bis hin zum Endprodukt an. Mit der aktuell laufenden Entwicklung innovativer Recycling-Technologien ist heute bereits die Rückgewinnung von CF aus Verbundwerkstoffen möglich. Ein nicht unerheblicher Anteil von CF liegt darüber hinaus in Form von Prozessabfällen vor. Derzeit werden diese Abfälle hauptsächlich als kurze oder gemahlene Fasern in Anwendungen eingesetzt, die das ursprüngliche Leistungspotenzial der Fasern nicht mehr nutzen. Deshalb besteht die Notwendigkeit, Materialien auf der Grundlage von CF-Recyclingmaterial zu entwickeln, die eine erhebliche Leistungssteigerung bis nahe an das Ausgangspotenzial bieten. Die naheliegende, aber auch technisch anspruchsvollste Lösung liegt in der Erarbeitung der Grundlagen zur Verständnis des Garnbildungsprozesses und Aufzeigen der Leistungsgrenze zur Herstellung von Hochleistungsgarnen aus Kurzfasern. Damit bestünde die überaus interessante Möglichkeit, CF-Recyclingmaterial wieder in hochbelasteten Verstärkungsstrukturen einzusetzen. Der hier vorgeschlagene Forschungsansatz der Herstellung von Stapelfasergarnen aus kurzen CF unter Beimischung kurzer thermoplastischer Fasern ist neu und bisher kaum betrachtet worden. Bedingt durch die speziellen Eigenschaften der CF weisen diese ein von herkömmlichen Faserstoffen deutlich abweichendes Verarbeitungsverhalten auf, das bisher nicht wissenschaftlich durchdrungen ist. Insbesondere die hohe Querkraftempfindlichkeit und die fehlende Kräuselung der CF stehen konträr zu den typischen Belastungsfällen in der Spinnerei. Als weiterer kritischer Parameter ist die breite Verteilung der Faserlängen zu sehen, die aus den Verarbeitungsschritten der Originalfaser resultiert. Es besteht daher die Notwendigkeit, forschungsseitig Grundlagen für ein verbessertes Verständnis der Zusammenhänge und des Materialverhaltens bei der Verspinnung von CF zu legen. Dies betrifft insbesondere die Faser-Faser-Haftung, die Interaktion der Prozessparameter mit den Fasern und den Einfluss von Materialmischungen. Die theoretische und experimentellen Untersuchungen im Rahmen dieses Vorhabens dienen zur Ermittlung dieser Zusammenhänge entlang der Prozessstufen in der Spinnerei (Faserbandbildung, Verstreckung, Vorgarnherstellung und Verspinnung) sowie der Garneigenschaften, die die Basis für die Aufstellung eines mathematischen Modell darstellt. Die Forschungsarbeit zielt auf die Erarbeitung der Grundlage und Materialverständnis für die Entwicklung neuartiger Garnstrukturen aus recycelten CF, die im Verbund mindestens 80% der mechanischen Eigenschaften (E-Modul und Festigkeit) der Ausgangsfilamente aufweisen.

我们将一种由Gewicht、Hoher Festigkeit和Steifigkeit组成的组合，将Nachfrage引入Kohlenstofffasern（CF）。因此，我们可以从生态学和环境学的角度来看待这一问题，也可以从回收利用的角度来看待这一问题。很快，他就在他的最终产品中被淘汰了。在回收技术的创新发展中，现在有许多来自于废弃物的CF产品。一个不太聪明的前锋在前前锋的位置上。韦尔登这位神父在一个单独的地方休息或休息，但这并不意味着法森的听力损失会增加梅尔。因此，最好是在CF-回收材料的基础上增加材料，使其成为一种非常有效的材料。这是一个非常重要的问题，但也有一些技术上的问题，Lösung在Kurzfasern的学生宿舍的基础教育过程和学习过程中发挥了重要作用。Damit bestünde die überaus interessante Möglichkeit，CF-Recyclingmaterial wieder in hochbelasteten Verstärkungsstrukturen einzusetzen.在热塑性塑料的作用下，从冷CF上的Stapelfasergarnen上的热塑性塑料的热塑性研究是新的和更好的，可以沃登。尽管CF的特殊特征使其成为德国法西斯主义的一部分，但这并不意味着它是一个明智的选择。在斯皮内雷中，由于高质量的摩擦力和CF强度的对比，导致了典型的Belastungsfallen。所有其他的临界参数都是从原始结果的Verarbeitungsschritten得到的。Es besteht daher die Notwendigkeit，forschungsseitig Grundlagen für ein verbessertes Verständnis der Zusammenhänge und des Materialverhaltens bei der Verspinnung von CF zu legen.这一过程参数的交互作用与材料混合的影响密切相关。理论和实验研究表明，在斯皮内雷（Fasterbandbildung，Verstreckung，Vorgarnherstellung和Verspinnung）过程中，存在着一种数学模型。Die Forschungsarbeit zielt auf die Erarbeitung der Grundlage und Materialverständnis für die Entwicklung neuartiger Garnstrukturen aus peccelten CF，die im Verbund mindestens 80% der mechanischen Eigenschaften（E-Modul und Festigkeit）der Ausgangsfilamente aufweisen.