Polyesterharze (UP-Harze)

In aller Kürze

Polyesterharze (UP-Harze) sind eine vielseitige Gruppe synthetischer Harze, die besonders für ihre einfache Verarbeitbarkeit, guten mechanischen Eigenschaften und ihre Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse bekannt sind. Sie bestehen aus ungesättigten Polyesterpolymeren, die durch Zugabe eines Initiators, in der Regel Peroxide, aushärten. Polyesterharze werden vor allem in der Bau-, Automobil- und Schiffsindustrie sowie bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen eingesetzt.

Grundlagen und Eigenschaften

Chemische Struktur und Zusammensetzung

Polyesterharze basieren auf ungesättigten Dicarbonsäuren und Polyolen, die bei der Polymerisation eine lineare Polymerkette bilden. Diese Ketten werden durch die Zugabe eines Initiators, meist eines Peroxids, vernetzt. Dabei entsteht ein festes Polymer mit einer strukturellen Festigkeit, die für viele Anwendungen ausreichend ist.

Eigenschaften von Polyesterharzen

Einfache Verarbeitbarkeit

Polyesterharze sind leicht zu verarbeiten und können bei Raumtemperatur ausgehärtet werden, was sie ideal für großflächige Anwendungen macht.

Gute mechanische Festigkeit

Nach dem Aushärten bieten Polyesterharze eine robuste Festigkeit, die in zahlreichen Anwendungen ausreicht, insbesondere bei der Herstellung von Glasfaserverbundstoffen.

Witterungsbeständigkeit

Polyesterharze sind relativ widerstandsfähig gegenüber Witterungseinflüssen wie Feuchtigkeit und UV-Strahlung, was sie für den Einsatz im Außenbereich prädestiniert.

Chemische Beständigkeit

Sie sind resistent gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien, darunter schwache Säuren und Laugen, was sie für marine Anwendungen geeignet macht.

Kosteneffizienz

Im Vergleich zu anderen Harzarten wie Epoxidharz sind Polyesterharze günstiger und daher eine wirtschaftliche Wahl für viele industrielle Anwendungen.

Anwendung in der Industrie

Bauindustrie

Polyesterharze werden häufig in der Bauindustrie verwendet, insbesondere bei der Herstellung von Glasfaser-verstärkten Kunststoffen (GFK), die in Dach- und Fassadenelementen, Schwimmbecken und dekorativen Bauteilen zum Einsatz kommen. Sie bieten eine gute Kombination aus Festigkeit und Flexibilität und sind leicht zu verarbeiten.

Automobil- und Schiffbau

Im Automobil- und Schiffbau werden Polyesterharze aufgrund ihrer Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Chemikalien sowie ihrer guten mechanischen Eigenschaften genutzt. Sie finden Verwendung in Karosserieteilen und Bootsrümpfen, insbesondere in Verbindung mit Glasfasern, um leichte, aber stabile Strukturen zu schaffen.

Verbundwerkstoffe

Eine der wichtigsten Anwendungen von Polyesterharzen ist die Herstellung von Verbundwerkstoffen, insbesondere Glasfaser-verstärktem Kunststoff (GFK). Diese Materialien bieten eine hohe Festigkeit bei relativ geringem Gewicht und finden breite Anwendung in der Transport- und Bauindustrie.

Herstellungsprozess

Aushärtung durch Initiatoren

Polyesterharze härten durch die Zugabe von Initiatoren, typischerweise Peroxide, aus. Dieser Prozess wird als radikalische Polymerisation bezeichnet und führt zur Bildung eines dreidimensionalen Polymernetzwerks, das die mechanischen Eigenschaften des Harzes bestimmt.

Verarbeitungsmethoden

Laminieren

Polyesterharze werden häufig in Laminierverfahren verwendet, um Glasfaserverstärkte Verbundstoffe zu erzeugen. Diese Technik wird in der Herstellung von Booten, Fahrzeugen und anderen großformatigen Bauteilen eingesetzt.

Spritzguss

Im Spritzgussverfahren können komplexe Formen und Bauteile hergestellt werden, die für industrielle und dekorative Zwecke verwendet werden.

Vor- und Nachteile von Polyesterharzen

Vorteile

• Einfache Verarbeitung: Polyesterharze härten bei Raumtemperatur aus und benötigen keine speziellen Geräte für die Aushärtung.
• Kosteneffizienz: Im Vergleich zu Epoxidharzen sind sie kostengünstiger und daher eine attraktive Wahl für großflächige Anwendungen.
• Gute Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit: Polyesterharze widerstehen Feuchtigkeit, UV-Strahlung und einer Vielzahl von Chemikalien, was sie ideal für den Außenbereich macht.

Nachteile

• Schrumpfung: Während des Aushärtungsprozesses kann es zu einem gewissen Schrumpfungsprozess kommen, was in bestimmten Anwendungen problematisch sein kann.
• Geringere Haftung: Im Vergleich zu Epoxidharzen bieten Polyesterharze eine geringere Haftung auf verschiedenen Oberflächen, was ihre Einsatzmöglichkeiten in bestimmten Anwendungen einschränkt.
• Mäßige mechanische Eigenschaften: Polyesterharze sind stabil, aber in Bezug auf Festigkeit und Beständigkeit den Epoxidharzen unterlegen.

Häufige Fragen zu Polyesterharzen

Wie unterscheiden sich Polyesterharze von Epoxidharzen?

Polyesterharze sind kostengünstiger und einfacher zu verarbeiten, bieten jedoch eine geringere Festigkeit und Haftung als Epoxidharze. Sie neigen auch zu einer stärkeren Schrumpfung während des Aushärtens.

Sind Polyesterharze umweltfreundlich?

Polyesterharze sind nicht biologisch abbaubar und können umweltschädlich sein, wenn sie unsachgemäß entsorgt werden. Zudem enthalten sie oft flüchtige organische Verbindungen (VOCs), die gesundheitsschädlich sein können.

Polyesterharze (UP-Harze) sind vielseitige und kostengünstige Kunststoffe, die aufgrund ihrer einfachen Verarbeitung und guten Witterungsbeständigkeit in zahlreichen Industrien verwendet werden. Besonders in der Bau-, Automobil- und Schiffbauindustrie finden sie breite Anwendung, insbesondere in Verbindung mit Glasfasern zur Herstellung von leichten und stabilen Verbundwerkstoffen.