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Witterungsverhalten von Holz-Polymer-Werkstoffen (WPC)
Die noch junge Werkstoffgruppe Holz-Polymer-Werkstoffe (engl. Wood Plastic Composites) hat sich in den letzten 10 Jahren rasant entwickelt. Typischerweise bestehen WPC`s in Mitteleuropa aus 50 - 90 % Holzmehl- bzw. fasern und einer Kunststoffmatrix aus PE, PP oder PVC. In einem Arbeitsschritt werden die zwei Komponenten gemischt und anschließend über Extrusionsverfahren zu Profilen verarbeitet.
Vorteile der WPC gegenüber Holzwerkstoffen sind die große Formenvielfalt, geringere Bauteilgewichte sowie eine höhere Beständigkeit gegenüber Feuchte und biologischem Befall. Auf Grund ihrer größeren Rohölunabhängigkeit, ihrer Nachhaltigkeit, Umweltverträglichkeit und ausgeglichenen CO2-Bilanz werden WPC`s für Hersteller und Anwender immer attraktiver. Zu einem großen Anteil werden diese Materialien im Außeneinsatz verwendet. WPC-Produkte werden mit langjährigen Produktgarantien versehen und als wartungsarm und dauerhaft beschrieben, obwohl bisher kaum Erkenntnisse zum witterungsbedingten Alterungsverhalten dieser Werkstoffgruppe vorliegen. Untersuchungen aus der Praxis haben gezeigt, daß UV-Strahlung, Feuchte- und Temperatureinwirkungen Schäden hervorrufen können.
Terassendielen auf dem Prüfstand
Im Rahmen eines vom BMWi geförderten Projektes wurden im KuZ Untersuchungen zum Witterungsverhalten von WPC`s unter Außenan- wendungsbedingungen durchgeführt. Ziel der Untersuchungen war es, die im Ergebnis der Einwirkung von Umwelteinflüssen auf die Holz-Polymer-Werkstoffe stattfindenden Eigenschafts- und Strukturveränderungen aufzuklären. Untersuchungsmaterial waren kommerzielle Terrassendielen mit Hohlkammerprofil die nach der Extrusion gebürstet wurden, um ein holzähnliches Erscheinungsbild zu erhalten.
Klassische Freibewitterungsuntersuchungen sind sehr zeit- und kostenintensiv. Zum Anderen ist das Freibewitterungsverhalten von WPC`s in der Literatur sehr wenig beschrieben. Laborbewitterungen können über geeignete Beschleuni- gungsfaktoren Testzeiten verkürzen und sind unter reproduzierbaren Bedingungen durchführbar. Aus diesen Gründen wurden vergleichende Untersuchungen zwischen zeitraffender Laborbewitterung mit verschiedenen Zeitraffungsfaktoren (nach DIN EN ISO 4892-2, Verfahren A) und der Freibewitterung (20 Monate) durchgeführt.
Testergebnisse
Es zeigte sich, dass bei einer intensiven Bestrahlung unter Laborbedingungen an den untersuchten WPC-Profilen deutliche Veränderungen auf der Dielenoberfläche hervorgerufen werden. Neben visuell sichtbaren Farbveränderungen wird auch die durch das Bürsten erzeugte Oberflächenrauheit reduziert. |
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| Mittels farbmetrischer Auswertung (CIELAB) wurde nachgewiesen, dass die Ergebnisse der künstlichen Bewitterung mit Regenzyklus unter Laborbedingungen gut mit denen der Freibewitterungs- bedingungen übereinstimmen. Die Sonnensimulation ohne Regenzyklus zeigte deutlich größere Farbänderungen als die Freibewitterung. |
Neue Dienstleistungen aus dem KuZ
Für Entwickler, Produzenten und Anwender bieten wir Forschungskooperationen und Dienstleistungen zur Charakterisierung des Witterungsverhaltens von Wood Plastic Composites an. Nutzen Sie unsere langjährigen Erfahrungen auf dem Gebiet der Umweltsimulation sowie unsere modernen Laborausstattungen für die Neu- und Weiterentwicklung Ihrer Produkte.
Danksagung an: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) für die finanzielle Unterstützung (Förderkennzeichen: IW073056).
