Die Matrix

Struktur und Funktion für optimale Eigenschaften

Die Matrix übernimmt verschiedene wichtige Funktionen gleichzeitig: die Erhaltung der äußeren Kontur, die Krafteinleitung in die Fasern, die Stützung der Fasern bei Druckbeanspruchung und die Lastüberleitung bei gerissenen Faserbündeln.

 

Welcher Matrixwerkstoff gewählt wird, hängt in erster Linie von den gewünschten mechanischen, thermischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften ab. Aber auch das vorgesehene Fertigungsverfahren spielt eine Rolle bei der Entscheidung.

 

Im Bereich der faserverstärkten Kunststoffe unterscheidet man prinzipiell zwei Arten von Matrixsystemen: duroplastische (chemisch aushärtende) und thermoplastische (unter Wärme verformbare) Matrizes. Thermoplastische Matrixmaterialien kommen hauptsächlich bei kurzfaserverstärkten Kunststoffen zum Einsatz. Für die Herstellung von Teilen aus langfaserverstärkten Kunststoffen werden überwiegend duroplastische Matrixsysteme verwendet.

 

Bei Hochleistungsanwendungen wie Luft- und Raumfahrt oder Maschinenbau werden vorwiegend Epoxidharze als Matrixmaterial eingesetzt. Die Wahl der Matrix teilt die Faserverbundwerkstoffe in zwei Gruppen: faserverstärkte Kunststoffe und andere. Als Matrix werden die folgenden Kunststoffe eingesetzt: duroplastische Kunststoffe (Kunstharze), elastomere Kunststoffe und Themoplaste.