• Wexler, Manuela
• Hauser, Manuela
• Mahl, Jonathan
• Baumann, Werner
• Stapf, Dieter

Abstract

Mit der stetig wachsenden Nachfrage nach Carbonfasern (CF) und carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) steigt die Menge der CFK-Abfälle, die am Ende ihrer Lebensdauer verwertet werden müssen. Die Kenntnis der Abhängigkeiten des Zerkleinerungsverhaltens von CF von ihren mechanischen Eigenschaften, unter Berücksichtigung der möglichen Erzeugung und Freisetzung von lungengängigen Faserfragmenten (WHO-Fasern) während der Zerkleinerung, ist essentiell für alle optionalen Verwertungsverfahren.Zu diesem Zweck wurde eine Auswertungsroutine entwickelt, die aus einer Probenvorbereitung der gemahlenen CF, der Bilderzeugung durch optische Digitalmikroskopie, der automatischen Bildanalyse und der Datennachbearbeitung besteht.In dieser Studie wurden drei verschiedene CF auf Basis von Polyacrylnitril und eine auf Basis von Mesophasenpech in einer Planetenkugelmühle bei ausgewählten spezifischen Energieeinträgen unter Variation der Drehzahl und der Mahldauer zerkleinert und das Zerkleinerungsverhalten mit den mechanischen Fasereigenschaften (Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul) verglichen.In einer weiteren Versuchsreihe wurden dieselben CF vor der mechanischen Zerkleinerung pyrolysiert, um den Einfluss der Schlichte auf das Zerkleinerungsverhalten der CF zu bestimmen.Die Versuche zeigten, dass der Einfluss der Schlichte auf das Zerkleinerungsverhalten von CF deutlich größer ist als der der Zugfestigkeit und des Elastizitätsmoduls. Zu erwähnen ist, dass bei allen Zerkleinerungsversuchen lungengängige Faserfragmente entstanden sind, was im Hinblick auf die Gesundheitsgefährdung bei der mechanischen Behandlung von CF zu berücksichtigen ist.

Topics

• Carbon
• additive manufacturing