Wie Plasmabehandlung Naturfasergewebe haltbarer machen kann

Die Kombinationen von Naturfasern und konventionellen Carbonfasern in Biohybridfaserverbundwerkstoffen ermöglichen Materialien, die die vorteilhaften Eigenschaften der beiden Faserarten maßgeschneidert vereinen. Bisher verhindert jedoch die nur unzureichende Langzeitbeständigkeit dieser Biohybridfasern ihren Einsatz unter fordernden klimatischen Bedingungen.

Mittels gezielter Plasmafunktionalisierung lassen sich allerdings sowohl die Eigenschaften der Matrixpolymere selbst als auch die der Faserkomponenten so verbessern, dass die fehlenden, beziehungsweise unzureichenden Materialeigenschaften ausgeglichen werden können. Die dabei eingesetzten kalten Atmosphärendruckplasmen können insbesondere die Langzeitbeständigkeit von Biohybridfaserverbundwerkstoffen gegenüber Temperaturschwankungen, Feuchtigkeitseinwirkung oder UV-Einstrahlung erhöhen.

Ein entsprechendes Verfahren zur optimierten Plasmabehandlung von Naturfasergeweben wird derzeit im Rahmen eines EFRE-Projektes des Landes Niedersachsen an der Göttinger HAWK-Fakultät Naturwissenschaften und Technik entwickelt. Die Potentiale des Verfahrens stellen Dr. Bernd Schieche (Innovationsmanager des am HAWK Göttingen Anwendungszentrums für Plasma und Photonik des Fraunhofer IST) und Martin Bellmann (Kompetenzfeldleiter Plasmatechnologie Anlagen- und Prototypenentwicklung an der HAWK Göttingen) auf der diesjährigen Hannover Messe vom 1. bis 5. April 2019 am Gemeinschaftsstand des Landes Niedersachsen (Halle 2, Stand A08) vor.

Ziel der aktuellen Forschung und Entwicklung ist ein kosteneffektives und umweltfreundliches Verfahren zur Gewebe- und Matrixbehandlung, das sich gut in bestehende Prozessketten integrieren lässt und die Langzeitbeständigkeit des Werkstoffes und dessen mechanische Eigenschaften signifikant verbessert.

Die Plasmabehandlung von Biohybridfaserwerkstoffen soll eine homogene Faseroberfläche erzeugen, welche eine Verringerung beziehungsweise völlige Vermeidung von Lufteinschlüssen und somit eine massive Reduzierung von Fehlstellen zur Folge hat. Dies soll einen entscheidenden Einfluss auf die Lebensdauer der Werkstoffe haben.

Die Biohybridfaserwerkstoffe können bei entsprechender Haltbarkeit unter anderem im Automobilbau eingesetzt werden. Gegenüber carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) oder glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) haben sie den entscheidenden Vorteil, bei einer Beschädigung nicht zum Zersplittern zu neigen, wodurch die Sicherheit massiv erhöht wird.

HAWK / LK