Struktur-Eigenschafts-Beziehungen textiler Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe unter Berücksichtigung thermo-hygroskopischer Effekte

von Claudia Louise von Boyneburgk

217 Seiten, Taschenbuch

Kurzbeschreibung des Verlags

Die vorliegende Arbeit untersucht die Entwicklung und die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen neuartiger textiler Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (engl. Wood-Textile-Composites, WTC). Diese Verbundwerkstoffe bestehen aus Geweben auf Basis massiver Weidenholzfäden, die in eine thermoplastische Polypropylen-Matrix eingebettet sind. Ein besonderer Fokus der Arbeit liegt auf thermohygroskopischen Einflüssen und deren Auswirkungen auf die Materialeigenschaften der WTC. Nach einer Einführung in den Stand der Technik von Naturfaser- und Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen werden die Entwicklung und Herstellung der WTC detailliert beschrieben. Anschließend erfolgt die Analyse mechanischer Eigenschaften durch quasi-statische, zyklisch dynamische und dynamisch-schlagartige Versuche. Vor dem Hintergrund eines möglichen Einsatzes im ungeschützten Außenbereich, beispielsweise als Fassadenelement, wird schließlich der Einfluss thermo-hygroskopischer Effekte auf den Verbundwerkstoff untersucht und diskutiert. Die Motivation dieser Arbeit ergibt sich aus den besonderen Eigenschaften der WTC, insbesondere der im Vergleich zu Glas- oder Carbonfasern groben Dimensionierung der Weidenfäden mit einem Querschnitt von 1 mm × 4 mm. Hieraus folgt als weitere Besonderheit die natürlich gewachsene Holzstruktur der verwendeten Fäden, die sowohl bei der Herstellung als auch bei der Beurteilung der Eigenschaften und in der späteren Anwendung der Werkstoffe berücksichtigt werden muss. Die Untersuchungen unter Normalklima zeigen, dass WTC mechanische Eigenschaften aufweisen, die mit herkömmlichen naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffen vergleichbar sind. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass WTC die Anforderungen klassischer Faserverbundwerkstoffe erfüllen. Allerdings unterscheiden sich ihre Versagensmechanismen, insbesondere aufgrund der geringen Querfestigkeit der Weidenholzfäden, von denen klassischer gewebeverstärkter Verbundwerkstoffe. Dies erfordert eine besondere Berücksichtigung bei der Simulation und Auslegung von Bauteilen. Die Analyse thermo-hygroskopischer Einflüsse ergab zudem erwartungsgemäß, dass sowohl die Basismaterialien als auch der Verbund nur bedingt witterungsstabil sind. Auch hier konnte ein Einfluss der Holzstruktur der Weidenfäden nachgewiesen werden. Für einen geplanten Einsatz im Außenbereich ist daher eine gezielte Stabilisierung gegenüber witterungsbedingtem Abbau erforderlich, wobei diese sowohl auf chemischer als auch auf konstruktiver Ebene erfolgen sollte.

• Reihe: Schriftenreihe des Instituts für Werkstofftechnik / Kunststofftechnik
• Themen: Technologie, Ingenieurswissenschaft, Landwirtschaft, Industrieprozesse Maschinenbau und Werkstoffe
• ISBN: 9783737612609
• Sprache: Deutsch
• Erscheinungsdatum: 23.02.2026
• Größe: 21 x 14.8 cm
• Verlag: Kassel University Press