Reaktive Materialien – keine 08/15 Vermessung!

Die Spritzgießsimulation von duroplastischen Polymeren bereitet mehr Schwierigkeiten als die Simulation vom thermoplastischen Spritzgießen, weil die fortschreitende Vernetzung während des Formprozesses die Materialparameter kontinuierlich verändert. Dies erschwert vor allem die Materialcharakterisierung und die Erstellung der Materialdaten von Duroplasten.

Duroplaste unterscheiden sich in einem wesentlichen Punkt von thermoplastischen Polymeren: Ihre Verarbeitung beinhaltet die chemischen Reaktionen der Aushärtung. Die Aushärtung beginnt mit dem Wachstum und der Verzweigung von Ketten. Mit fortschreitender Reaktion beschleunigt sich die Zunahme der molekularen Masse und schließlich werden mehrere Ketten zu einem Netzwerk unendlicher molekularer Masse miteinander verbunden. Dies gilt für alle ähnliche Technologien: Gummiverarbeitung, chemisches Schäumen, Formpressen, Verkapselung usw. Die Kenntnis der Reaktionskinetik ist die Voraussetzung für rheologische Untersuchungen und die Erstellung der Materialmodelle; daher muss das Reaktionsmodell sehr genau bestimmt werden. Ein weiterer wichtiger Faktor ist, dass bei der Berechnung der Schwindung, des Verzugs und der Eigenspannungen die Reaktionsschwindung berücksichtigt werden muss. Dies ist die Komponente der Volumenänderung, die nicht mit der Kompressibilität oder thermischen Ausdehnung des Materials zusammenhängt, sondern durch die Vernetzung verursacht wird.
Diese wird in den verwendeten pvTc-Modellen anstelle der für Thermoplaste verwendeten pvT-Modellen dargestellt. Dank der speziellen Ausstattung können sowohl die Härtungskinetik als auch das pvTc-Verhalten genau vermessen werden.

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