Temperaturbereich HMPP

  • Guten abend

    Ich habe aus einigen Materialien Verbundplatten hergestellt und musste diese nun im Ofen bei 80°C vollaushärten lassen.

    Bei den Platten die aus HMPP bestehen scheint die Temperatur zu einer Erweichung des Materials geführt zu haben. Die Platten haben sich durch das Eigengewicht leicht durchgebogen :(. Am Epoxydharz liegt es sicherlich nicht da dieser wesentlich höhere Temperaturen verträgt und bei den anderen Platten auch gehalten hat. Eigentlich sollte beim PP erst ein Erweichung ab ca. 120° oder mehr eintretten.

    Kann mir jemand dazu Tipps geben bzw. diesen Effekt erklären?

    Danke schonmal

    Mfg Chris

  • Eine Möglichkeit ist ein unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizient. D. h. das eine Material dehnt sich bei Wärme mehr aus als das andere. Da Thermoplaste immer (auch wenn sie kalt sind) ein Fließverhalten zeigen, kann dieses ein Grund sein.
    Das Zweite ist die Schwindung des PP. Auch nach dem Abkühlen zeigt PP eine starke Schwindung. Das PP zieht sich zusammen und die Platten biegen sich zur Seite des PP. Durch das Tempern wurde der Schwindungsprozess verlängert.

  • Das PP hat eine Gebrauchstemperatur zwischen 80 und 120°C. Da es ein hochmodules PP ist sollte es daher eher im oberen Bereich dieses Feldes liegen. Ein Dauerhafter Gebrauch sollte bis zu 100°C möglich. Daher müssten wir mit 80°C absolut im Rahmen sein.

    Schwindung ist in diesem Temperaturbereich daher eigentlich noch kein Thema bzw. sollte keine solche starke Verformung bewirken.

    Ausdehnungskoeffizienten muss ich überprüfen. Allerding ging ich auch hierbei davon aus das es eher bei höheren Temperaturen eine Rolle spielt.

  • Ich denke Folgendes:
    Die Epoxyplatte ist nahezu abgebunden wenn das PP aufgebracht wird (Extrusion?). Damit wird es beim Epoxyd keine Längen- und Breitenveränderung mehr geben. Aber das PP wird warm (heiß und flüssig) auf die Platte aufgebracht. Durch das Abkühlen zieht sich das PP zusammen. Das nennt sich Schwindung. Dadurch verbiegt sich dann die Epoxydplatte. Diese Schwindung (Nachschwindung) bei PP kann auch über 24 Stunden fortlaufen. Zuerst kann sie noch durch die Spannung der Epoxydplatte gehalten werden. Irgendwann wird die Schwindung aber so groß, dass die E-Platte sich verbiegt. Dieses kann durch die Wärme im Trockner noch unterstützt werden.
    Vielleicht kann eine entsprechende Lagerung bei der Temperierung dem entgegenwirken. Z.B. Platte noch einmal Tempern aber anders herum hinlegen.
    Andernfalls muss die E-Platte entsprechend vorgespannt werden.

    Edited 2 times, last by petersj (November 3, 2009 at 12:47 PM).

  • Ich glaube meine Erklärung war irgendwie nicht eindeutig genug wodruch wir nun ein wenig aneinander vorbei reden.

    Ich habe Faserverbundplatten aus Epoxydharz und Fasergweben hergestellt. Der Eopoxydharz härtet bei Raumtemperatur und Druck 24h aus um eine Teilaushärtung zu bekommen. Um eine Vollaushärtung des Materials zu erzielen müssen die Platten weitere 15h bei 80°C temperiert werden.

    Die Platten waren stehend im Ofen an der Seite angelehnt wodruch es zu einer Durchbiegung kam.

  • Quote

    Original von cornhulio
    Ich glaube meine Erklärung war irgendwie nicht eindeutig genug wodruch wir nun ein wenig aneinander vorbei reden.

    Ich habe Faserverbundplatten aus Epoxydharz und Fasergweben hergestellt. Der Eopoxydharz härtet bei Raumtemperatur und Druck 24h aus um eine Teilaushärtung zu bekommen. Um eine Vollaushärtung des Materials zu erzielen müssen die Platten weitere 15h bei 80°C temperiert werden.

    Die Platten waren stehend im Ofen an der Seite angelehnt wodruch es zu einer Durchbiegung kam.


    Damit wir " dreispurig" aneinander vorbeireden können :winking_face: :

    Wann kommt bei Dir jetzt das hochmolekulare PP ins Spiel?

    Epoxydharzplatte
    HMPP-Platte
    Epoxydharzplatte
    HMPP-Platte


    oder wie soll ich das verstehen?

  • Grande kack maleur, ich bin mit meinen posts in Verzug geraten.
    cornhulio
    Wie ich sehe weißt du also warum deine Platten krumm wurden. Unsachgemäße Lagerung. Ganz einfach. Dass musst du aber selber ändern indem die Platten beim nächsten Mal senkrechter stehen und dann nicht durchbiegen können.

  • qs

    Das Gewebe welches in die Epoxyharzmatrix eingebunden ist besteht aus HMPP. Ich habe ein HMPP-Gewebe in eine Epoxydharzmatrix einlaminiert und anschließend unter Druck Voraushärten lassen.

    petersj

    Das die Durchbiegung dadurch kam das es schief angelehnt war ist mir klar. DIe Frage ist warum das bei 80°C passiert wenn das eigentlich ein Temperaturbereich ist indem das HMPP nicht weich werden darf. Selbst wenn ich die Platten jetzt senkrecht hinstelle und irgendwie fixiere (z.B. Unterstützende Aufhängung mittels eines Hakens ) ist ja davon auszugehen das irgend eine Art von theeränderung im Bauteil vorgeht welche dort nicht sein sollte/darf. Man sieht sie zwar nicht mehr denoch müsste sie ja da sein :frowning_face:

  • Servus cornhulio,
    lamenieren ist zwar nicht unbedingt mein Tätigkeitsfeld, aber zu deiner Beschreibung des Fehlers,
    1. nach der 24 h Druckbelastung waren die platten ja fest und nicht durchgebogen, da liege ich doch richtig, oder.
    2. von welcher Dicke reden wir hier überhaupt ?
    3. Gut du sagst, das es erst ab 120° anfangen dürfte, was ist wenn die Angabe nicht stimmt, und das PPHM schon früher anfängt seinen festen zustand zu verlassen, und in einen anderen übergeht.
    4. wenn deine mischung stimmt, davon gehe ich aus, ist das Harz nach 24h im Grunde fester ( steifer ) als dein PPHM- matte, und somit dürfte sich auch keine veränderung ergeben, beim tempern.
    5. kann es ev sein, das das Harz schon bei 80°C anfängt sich zu verändern ?, oder fahrt ihr das schon immer so, und es war i.o.
    mfg

  • 1. Da liegst du richtig.

    2. Die Platten sind 4mm dick

    3. Das sollte ja eben nicht sein. Selbst wenn es nur ein normales PP wäre müsste es, zumindest theoretisch, die 80°C schaffen. Da es ein HMPP ist sollte es sogar mehr schaffen. Das kann ich wahrscheinlich nicht überprüfen. Muss ich mir mal Gedanken zu machen.

    4. Genau so ist es. DIe Matte ist ja ohne Matrix sehr instabil und bekommt eigentlich nur Steifigkeit durch das Gewebe. Erst wenn die Topfzeit des Harzes überschritten ist wird es langsam fester. Nach 24h ist dann die Voraushärtung abgeschlossen.

    5. Die 80°C sind die Angabe zum Harz. Dieser Harz muss bei Raumtemp voraushärten und bei 80°C vollaushärten. Des Weiteren tritt das Problem ja nur bei den PP-Platten auf. Die Platten aus Aramid, Carbon und Glas zeigen dieses Verhalten nicht.

    Mfg

  • Oh man. Ich bin immer davon aus gegangen, dass du auf das Harz noch eine Schicht PP aufträgst. Ich bin kein Laminator, sondern Thermoplastinator.
    Du hast also ein Gewebe aus PP, das laminiert wird. Das PP ist bei 80°C noch nicht plastisch verformbar. Aber Thermoplaste neigen zu Kaltkriechverhalten, so wie z.B. Gletschereis. Nun bist du mit den 80° schon rech nah an der Grenze der Belastbarkeit und unterstützt dieses Kriechverhalten. Bei den anderen Geweben liegen die entsprechenden Temperaturen wesentlich höher (Glas bei 800°C). Also ein kleiner aber wesentlicher Unterschied. Ich würde sagen, dass das PP-Gewebe somit für diesen Zweck nicht geeignet ist. Ich würde vorschlagen, die Laminate auf stabilisierten Blechen in den Ofen zu schieben (wie beim Bäcker). Evtl. musst du mit einem Trennmittel (Teflonfolie oder einem Spray aus dem Spritzgußbereich, du kennst dich da besser aus) ein Festkleben auf den "Backblechen" verhindern.

  • Servus cornhulio,
    mit den 80° hätte ich jetzt auch vermutet, das das ev. der knackpunkt ist.
    Meißt bezieht sich diese Temp. ( 120° ) nur auf kurzzeitige Belastungen durch Temp.
    Und wie du schon am Anfang geschrieben hast, sind Temp. von 100° möglich bei längeren Belastungen.

    Beachte bitte möglich, heißt nicht das es so ist.

    80° bei 15 h ist schon eine gute Belastung des PP´s, vermute das es da schon in einen thermoelastischen Bereich eintritt.

    Besteht die Möglichkeit diese bei 60° nochmalig zu versuchen, ich weiß das das nicht der normalen Temp. entspricht.

    Eine möglichkeit wäre ev. noch ein wenig mehr Härter zuzumischen, die Topfzeit wird natürlich geringer, käme auf`n Versuch an.

    Kannst du vom Hersteller ein Zustandsdiagramm anfordern, des Materials oder Matten ?, vorrausgesetzt es ist verfügbar.

    mfg

  • Also hat sich das ganze verzogen wie ein Bimetallschalter, bei dem die Materialien unterschiedliche Temperaturbereichdiagramme haben.

    Dann würd ich auch nochmal schauen (Wie schon öfter angesprochen) was das PP für zeitliche Temperaturbereiche absolvieren kann.

  • Hallo alles zusammen.

    Ich weiß die Antwort ist überfällig. Muss ehrlich gestehen das ich es verpennt habe. Sorry dafür.

    Inzwischen habe ich eine thermisch mechanische Analyse durchführen lassen um dem Problem auf den Grund zu gehen.

    Es wurde die Längenänderung unter Temperatureinfluss untersucht. Es zeigte sich das ab ca. 60° eine Veränderung eintritt. Demnach ist auch klar warum sich unser Material bei 80° im Ofen verformt hat.

    Unser Vertrieb war sichtlich überrascht darüber^^. Das Datenblatt wurde zwar nicht angepasst aber wenigstens wissen wir es jetzt.

    Danke für eure Antworten.

    Sollte somit geklärt und erledigt sein.

    Mfg Chris

  • servus,
    also ist es doch das was wir schon vermutet hatten das die temp. von 80°C sich mit dem momentanen material nicht vereinbaren lässt. mfg

    Edited once, last by Hummel (February 6, 2010 at 6:28 AM).

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