Hauptunterschied – Polyesterharz vs. Epoxidharz
Polyesterharz und Epoxidharz sind zwei weit verbreitete Polymermatrixmaterialien, insbesondere bei der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen. Zu den am weitesten verbreiteten Fasern gehören Glas- und Kohlefasern. Die Art des Faser- und Polymermatrixsystems wird basierend auf den endgültigen Eigenschaften des Endprodukts ausgewählt. Der Hauptunterschied zwischen Polyesterharz und Epoxidharz besteht darin, dass Epoxidharz klebende Eigenschaften hat, während Polyesterharz keine klebenden Eigenschaften hat.
Was ist Polyesterharz?
Polyesterharz wird häufig bei der Herstellung von Profilen aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) verwendet, die für Anwendungen im Hochbau und zur Herstellung von FRP-Bewehrungsstäben verwendet werden. Polyesterharze können als Verstärkungsmaterial und als korrosionsbeständiger Polymerverbundstoff verwendet werden. Ungesättigtes Polyesterharz ist die am weitesten verbreitete Art von Polyesterharz, das doppelt kovalente Bindungen in seinen Polymerketten enthält.
Abbildung 01: Ungesättigtes Polyesterharz
Die Eigenschaften des Harzes können auf dem in der Polymerisationsreaktion verwendeten Säuremonomer basieren. Bessere mechanische und physikalische Eigenschaften können in orthophthalischen, isophthalischen und terephthalischen Polyestern erh alten werden. Dieses Harz hat normalerweise eine klare bis grünliche Farbe. Es ist jedoch möglich, die Farbe durch die Verwendung von Pigmenten zu bestimmen. Polyesterharze sind auch mit Füllstoffen kompatibel. Polyesterharze können bei Raumtemperatur oder bei höheren Temperaturen gehärtet werden. Dies hängt von der Polyesterformulierung und dem während des Herstellungsprozesses verwendeten Katalysator ab. Daher variiert die Glasübergangstemperatur von Polyesterharz zwischen 40 und 110 °C.
Was ist Epoxidharz?
Epoxidharz ist eine weit verbreitete Polymermatrix; Es wird insbesondere bei der Herstellung von kohlenstofffaserverstärkten Produkten im Hochbau eingesetzt. Epoxidharze sind bekannt für ihre Hafteigenschaften zusammen mit ihrer Verstärkungsfähigkeit. Die Harze werden als Klebstoffe verwendet, um beschaffte Streifen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) an Beton zu binden. Zusätzlich werden Epoxidharze vor Ort auf die trockenen Faserplatten aufgetragen und dann in situ ausgehärtet. Dies sorgt letztendlich für Festigkeit, indem es als Matrix und als Klebstoff fungiert, der die Faserplatte auf dem Substrat hält.
Abbildung 02: Diglycidylether der Bisphenol-A-Epoxidharzstruktur
Epoxidharze werden auch zur Herstellung von GFK-Sehnen und GFK-Schrägseilen für Brücken verwendet. Im Vergleich zu Polyesterharz kostet Epoxidharz mehr, was seine Verwendung bei der Herstellung größerer GFK-Profile einschränkt. Epoxidharze enth alten eine oder mehrere Epoxidgruppen. Wenn das Epoxid ein Produkt der Reaktion zwischen Bisphenol A und Epichlorhydrin ist, wird es als Bis-A-Epoxid bezeichnet. Epoxide aus alkyliertem Phenol und Formaldehyd sind als Novolake bekannt. Im Gegensatz zu Polyestern werden Epoxidharze mit Säureanhydriden und Aminen durch Kondensationspolymerisation gehärtet. Epoxidharze haben eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und sind weniger thermischer Rissbildung ausgesetzt. Als duroplastische Harze, die bei 180 °C oder höheren Temperaturen verwendet werden können, werden Epoxide in der Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet verwendet. Epoxide können bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen gehärtet werden, die von den im Produktionsprozess verwendeten Monomeren abhängen. Üblicherweise weisen nachgehärtete Epoxidharz-Verbundwerkstoffe bei hohen Temperaturen höhere Glasübergangstemperaturen auf. Daher hängt die Glasübergangstemperatur eines Epoxidharzes von der Formulierung und der Härtungstemperatur ab und kann im Bereich von 40–300 °C liegen. Epoxidharze haben eine klare bis bernsteinfarbene Farbe.
Was ist der Unterschied zwischen Polyesterharz und Epoxidharz?
Polyesterharz vs. Epoxidharz |
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| Polyesterharz wird durch radikalische Polymerisation hergestellt. | Epoxidharz wird durch Kondensationspolymerisation hergestellt. |
| Klebeeigenschaften | |
| Polyesterharze haben keine Klebeeigenschaften. | Epoxidharze haben haftende Eigenschaften. |
| Schwund | |
| Der Schwund ist hoch. | Der Schwund ist gering. |
| Umweltbeständigkeit | |
| Umweltbeständigkeit ist gering. | Umweltbeständigkeit ist hoch. |
| Anwendungen | |
| Polyesterharze werden mit geringerer Wahrscheinlichkeit in Anwendungen mit hohen Temperaturen verwendet. | Epoxidharze werden eher in Anwendungen mit hohen Temperaturen verwendet. |
| Glasübergangstemperatur | |
| Die Glasübergangstemperatur beträgt 40 bis 110 °C. | Die Glasübergangstemperatur beträgt 40-300 °C. |
| Kosten | |
| Polyesterharz ist nicht teuer. | Epoxidharz ist teuer. |
| Toxizität | |
| Polyesterharz ist hochgiftig. | Epoxidharz ist weniger giftig. |
Zusammenfassung – Polyesterharz vs. Epoxidharz
Sowohl Polyesterharz als auch Epoxidharz sind zwei Polymermatrixmaterialien, die in der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen für Anwendungen im Hochbau weit verbreitet sind. Polyesterharz wird durch radikalische Polymerisation zwischen dibasischen organischen Säuren und mehrwertigen Alkoholen in Gegenwart von Katalysatoren hergestellt, während Epoxidharze durch Kondensationspolymerisation von Bisphenol A und Epichlorhydrin hergestellt werden. Polyesterharze sorgen für Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, während Epoxidharze für Hafteigenschaften, Festigkeit und hohe Umweltstabilität sorgen. Das ist der Unterschied zwischen Polyesterharz und Epoxidharz.
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