EP2841491A1 - Polymere faserverbunde modifiziert mit einwandigen kohlenstoffnanoröhren - Google Patents

Polymere faserverbunde modifiziert mit einwandigen kohlenstoffnanoröhren

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Publication number
EP2841491A1
EP2841491A1 EP13734012.1A EP13734012A EP2841491A1 EP 2841491 A1 EP2841491 A1 EP 2841491A1 EP 13734012 A EP13734012 A EP 13734012A EP 2841491 A1 EP2841491 A1 EP 2841491A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carbon nanotubes
fibers
fiber composite
fiber
composite material
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13734012.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinrich Zeininger
Heinrich Kapitza
Christian Seidel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2841491A1 publication Critical patent/EP2841491A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/005—Reinforced macromolecular compounds with nanosized materials, e.g. nanoparticles, nanofibres, nanotubes, nanowires, nanorods or nanolayered materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/10—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material characterised by the additives used in the polymer mixture

Definitions

  • the present invention relates to fiber composites in which carbon nanotubes (CNT) are homogeneously distributed in the interstices between the fibers.
  • CNT carbon nanotubes
  • Fiber composites are multiphase or blend materials that generally include at least reinforcing fibers as well as a matrix in which the fibers are embedded. Interaction between the two components improves the properties of the fiber composites in comparison to the individual components.
  • the use of fiber composites is versatile. For example, fiber composites can be used in layered materials.
  • JP 2003-238816 discloses carbon fiber reinforced resin compositions for molded articles with which no particular property improvements can be achieved.
  • WO 2007/044889 describes a textile-reinforced composite friction material based on non-woven fiber mats, in which a carbon material is dispersed in the matrix and which serves to improve the friction.
  • the experimental conditions are not specified.
  • US 2007/0066171 relates to a carbon fiber reinforced carbon in which carbon nanotubes are present in the matrix.
  • the high CNT content leads to a high viscosity and the diameter of the CNT is too large, so that the CNTs can not penetrate into the fiber interstices.
  • US 2010/0098931 discloses fiber-reinforced polymer composites containing carbon nanotubes in which the CNTs are sprayed onto the fibers and do not necessarily interact with the CNT-free matrix after their addition.
  • functionalized carbon nanotubes were used here.
  • fiber composites of the prior art there is still a need to further improve the mechanical properties.
  • a fiber composite material comprising:
  • the carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes and are homogeneously distributed in the interstices between the fibers of the fiber composite.
  • the present invention discloses a process for producing a fiber composite comprising i) a polymer matrix;
  • carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes and are mixed with the polymer matrix, and then this mixture is introduced onto and into the fibers so that the carbon nanotubes are homogeneously distributed in the interstices between the fibers of the fiber composite material.
  • the invention relates to the use of a fiber composite material according to the invention for the production of coating materials and / or fiber composites, a layer material and / or fiber composite, comprising the fiber composite material according to the invention, and the use of the layer material according to the invention and / or fiber composite in X-ray devices, patient beds, electrical machines, Engines, fuselages of aircraft, rotors of helicopters, wind turbine rotor blades, rotor blades in the marine sector, for example of ships, body parts, etc.
  • FIG. 1 shows transmitted light images of a thin section of a glass fiber laminate with 0.3% by weight of multi-walled carbon nanotubes.
  • FIG. 3 shows transmitted light images of fiber composite materials in which the fibers are modified with single-walled carbon nanotubes (right image), compared to unmodified samples (left image).
  • FIG. 4 shows the measurement results of the modulus of elasticity parallel to the fiber direction of the reference example, Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 5 shows the measurement results of the bending strength parallel to the fiber direction of the reference example, Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 6 shows the measurement results of the modulus of elasticity perpendicular to the fiber direction of the reference example, Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 7 shows the measurement results of the bending strength perpendicular to the fiber direction of Reference Example, Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 and 2. Detailed description of the invention
  • Gaps are introduced between the fibers of the fiber composite material.
  • the single-walled carbon nanotubes are homogeneously distributed in the matrix before the matrix with the single-walled carbon nanotubes is then applied to the fibers and penetrates into the intermediate spaces between the fibers. This achieves both a better connection or connection between the fiber and the matrix on the one hand and a better connection or connection between the fibers (fiber matrix and fiber-fiber connection or connection).
  • the rigidity or strength of the matrix itself is also improved by the presence of the single-walled carbon nanotubes.
  • the single-walled carbon nanotubes can in this case come into contact with one or more fibers.
  • the polymer matrix of the fiber composite is not particularly limited, and any known polymer materials commonly used in the production of fiber composites can be used.
  • Polymers in the polymer matrix can be duromers, elastomers as well as thermoplastics.
  • Examples of polymers are epoxy resins, vinyl esters, polyesters, polyurethanes, or bioplastics, as well as mixtures thereof. Epoxy resins are preferably used.
  • the polymer matrix may further include a hardener, which is not limited.
  • the polymer matrix a curing system, so both a polymer as also include a curing agent suitable for curing the polymer, and optionally an accelerator or initiator.
  • the polymer matrix can be prepared by using a resin as a polymer and a curing agent and optionally an accelerator or initiator.
  • the ratio of hardener and optionally accelerator or initiator to resin is not limited and can be suitably adjusted by the skilled person.
  • the ratio of resin to hardener can range from 80:20 to 20:80 in terms of weight ratio.
  • a resin to hardener ratio of about 50:50 in terms of weight ratio may also be present.
  • Suitable epoxy-based curing systems are, for example, mixtures of Araldit LY556 / Aradur 917 / DY 070, for example in a mixing ratio of 100/90/1, and mixtures of RIM135 / RIMH 1366, for example in a mixing ratio of 100/30.
  • the amount of polymer matrix in the fiber composite material can be between 30 and 80% by weight, based on the fiber composite material.
  • the fibrous material in the present invention may be arbitrarily selected as long as the carbon nanotubes can be bonded to the fibers.
  • aramid fibers carbon fibers, glass fibers, alumina ceramic fibers, mullite, SiBCN, SiCN, Sic, etc.
  • boron fibers steel fibers, nylon fibers or natural fibers may be used.
  • the fibers are surface modified to allow bonding to the carbon nanotubes and / or the matrix material.
  • a modification can in this case in a known manner by functional groups that can interact with functional groups of the carbon nanotubes.
  • functionalization by amine or carboxyl groups may be advantageous when the carbon nanotubes have hydroxyl groups.
  • a modification can also be carried out, for example, by optional addition of sizes.
  • the fiber composites are preferably in the form of carbon fiber-reinforced plastics (CFRP) or glass-fiber reinforced plastics (GFRPs), i. the use of carbon fibers or glass fibers is preferred.
  • CFRP carbon fiber-reinforced plastics
  • GFRP glass-fiber reinforced plastics
  • the fibers are preferably unidirectional. More preferably, the fibers are present as fiber bundles or rovings. The distances between the
  • Fibers in such bundles or rovings are in this case preferably between 1 and 30 nm, more preferably between 2 and 20 nm and particularly preferably between 3 and 10 nm.
  • the amount of fibers in the fiber composite material can be between 20 and 70% by weight, based on the Fiber composite material amount.
  • the carbon nanotubes in the present invention are preferably such that they can penetrate into the interstices between the fibers.
  • the carbon nanotubes are preferably single-walled carbon nanotubes which are incorporated into the Interspaces between the fibers (such as rovings) can penetrate.
  • the inventors have found that when multiwall-modified carbon nanotubes are incorporated into the fiber composites, macro and micro filtration effects occur because they tend to form agglomerates such that the multiwall carbon nanotubes do not penetrate into the fiber interstices. This leads to reduced fiber-matrix interactions and thus to a decrease of the mechanical properties instead of an improvement.
  • FIG. 1 show glass fiber rovings into which multi-walled carbon nanotubes (black coloring) can not penetrate and thus agglomerate outside the rovings.
  • Fig. 2 Macrofiltration effects can be seen in Fig. 2, in which it can be seen that the multi-walled carbon nanotubes are filtered out during introduction onto and into the fibers, and thus only pure resin arrives in the rear part
  • single-walled carbon nanotubes which agglomerate only to a small extent can effectively penetrate into the fiber interstices, and the mechanical properties of the modified fiber composites with the introduced carbon nanotubes are improved.
  • the penetration of the single-walled carbon nanotubes for example, from the transmitted light shots Fig. 1 can be seen.
  • the right image in Fig. 1 shows fiber composites modified with single-walled carbon nanotubes and the left panel shows unmodified fiber composites.
  • the fibers are perpendicular in their diameter to the fiber direction recognizable as white dots.
  • the fibers are unidirectional in these images. It can be seen clearly that no visible microfiltration or agglomeration occurs in the modified fiber composite, so that the matrix with the carbon nanotubes has effectively penetrated into the interstices between the fibers. More precisely, this can also be observed on samples by means of scanning electron microscopy or transmission electron microscopy, for example on samples prepared by means of thin-section grinding. Furthermore, in the left-hand image of FIG. 1, an area with a black stripe is also visible, in which there are no fibers and only the matrix.
  • the single-walled carbon nanotubes can be introduced unmodified or modified in the present invention, for example with polar groups. They can also be used without pretreatment.
  • End-modified single-walled carbon nanotubes are better able to dock with modified fibers and thus provide stronger bonding to the fiber which provides additional reinforcement of the fiber composite in addition to reinforcement due to van der Waals forces between the fibers and the carbon nanotubes.
  • the single-walled carbon nanotubes are preferably used in an amount of less than 3% by weight, more preferably less than 2% by weight, more preferably less than 1.5% by weight, even more preferably less than 1% by weight, and ins % of less than 0.6% by weight, more preferably less than 0.4% by weight, based on the polymer matrix.
  • introduction of the single-walled carbon nanotubes in the interstices between the fibers is increasingly difficult, and there is also an increase in the viscosity of the matrix, which makes it increasingly difficult to introduce the matrix into the fibers themselves.
  • the single-walled carbon nanotubes are furthermore preferably present in an amount of more than 0.05% by weight, more preferably more than 0.10% by weight, more preferably more than 0.20% by weight and particularly preferably 0.25% by weight. or more, based on the polymer matrix. With too small amounts of single-walled carbon nanotubes, a reinforcing effect hardly occurs due to the low concentration of carbon nanotubes.
  • the diameter of the single-walled carbon nanotubes is preferably between 0.4 and 5 nm and more preferably between 0.6 and 4 nm. Furthermore, the single-walled carbon nanotubes preferably have a length of 50 to 1500 nm.
  • a preferred length is between 70 and 1000 nm.
  • the carbon nanotubes preferably have a low defect density, which can be determined for example by Raman microscopy in the ratio of graphitic peak and defect peak.
  • auxiliaries such as flow aids or sizing in amounts of from 0 to 20% by weight, to the polymer matrix.
  • the amount of polymer matrix, fibers and carbon nanotubes as well as optionally further excipients in the fiber composite material replenishes to 100 wt.%.
  • the composition of the fiber composite material can be determined here for example by scanning electron microscopy (SEM) or transmission electron microscopy (TEM). Defects on fibers can also be detected by Raman microscopy, for example.
  • the fiber composite material according to the invention is preferably an endless fiber-reinforced thermoset semifinished product.
  • the addition of the single-walled carbon nanotubes and the other excipients to the polymer matrix is not particularly limited.
  • the carbon nanotubes and optional further adjuvants may be added to the hardener or resin and then the mixture or resin or hardener added.
  • the single-walled carbon nanotubes and optional further auxiliaries are added to the mixture of hardener and resin.
  • carbon nanotubes and optionally certain optional further auxiliaries, respectively may be added to the resin or hardener and other optional auxiliaries, respectively, to the hardener or resin.
  • the single-walled carbon nanotubes of the polymer matrix may be added in dry form, for example as a powder, in pasty form in admixture with a liquid, for example water, as a suspension or as a masterbatch.
  • a liquid for example water
  • additional additional substances can be introduced into the polymer matrix even when adding the single-walled carbon nanotubes, if the single-walled carbon nanotubes are added, for example, in the form of a paste, suspension or masterbatch.
  • Fiber composites according to the invention comprising a polymer matrix, fibers and single-walled carbon nanotubes can be produced, for example, by mixing the single-walled carbon nanotubes in dry form with the polymer matrix and optionally adding further auxiliaries, and then introducing this mixture onto and into the fibers such that the single-walled ones Carbon nanotubes homogeneously distributed in the spaces between the fibers of the fiber composite material present.
  • Optional further auxiliaries can be carried out, for example, by a three-high mill or a bead mill. When using a three-mill this is preferably passed through several times.
  • the fiber composite materials according to the invention are suitable for the production of composite materials and fiber composites which can be used in various applications in medical technology, in electrical machines or components of the aerospace / automotive / sports industry or in the marine sector. According to the invention, coating materials and fiber composites comprising the fiber composite materials according to the invention are therefore also included. In particular, the use of unidirectional composite materials or fiber composites in medical technology is preferred in those applications where the rigidity of the material is important, such as patient or x-ray equipment, mammography, etc.
  • the special structure can be achieved by the homogeneous introduction the carbon nanotubes in the interstices between the fibers, an enhancement of interlaminar fiber-matrix adhesion within the layers, preferably prepregs, and between the layers and thus an isotropic properties profile can be achieved.
  • the coating materials and fiber composites according to the invention can also be used in other devices and components due to their improved properties, in which layer materials and fiber composites are usually used.
  • they can be used in the manufacture of electrical machines, components of the aviation / automotive / sports industry and in the marine sector, such as engines, fuselages, for example of aircraft, aircraft engines. Doors of helicopters, wind turbine rotor blades, rotor blades in the marine sector, such as ships, body parts, etc.
  • the bending test was carried out with a 3-point bending measurement.
  • the test piece was 25 mm by 25 mm in size and had a thickness of approximately 1 mm.
  • the distance between the pads was 20 mm.
  • Fiber composite materials were produced as in Reference Example, carbon nanotubes (CNT) according to Table 1 below being added to the matrix before being impregnated into the fibers and dispersed in four passes in a rolling mill until they were homogeneously distributed.
  • CNT carbon nanotubes
  • SWElicarb One-wall carbon nanotubes by Thomas Swan,
  • B150P Multiwall carbon nanotubes from Bayer AG The specification% by weight refers to the resin matrix.
  • Fig. 4 it can be seen that, in particular with the single-walled carbon nanotubes, a surprisingly large increase in modulus of elasticity parallel to the fiber direction compared to the multi-walled carbon nanotubes can be achieved.
  • FIG. 5 shows that the single-walled carbon nanotubes also increase the bending strength of the fiber composite material. is improved in parallel to the fiber direction. This occurs in particular in Example 1.
  • the modulus of elasticity perpendicular to the fiber direction is improved, as shown in FIG.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Faserverbunde aus Fasern und einer Polymermatrix, in der zusätzlich einwandige Kohlenstoffnanoröhren eingebracht sind. Die einwandigen Kohlenstoffnanoröhren liegen in den erfindungsgemäßen Faserverbundwerkstoffen homogen verteilt in den Zwischenräumen zwischen den Fasern vor. Hierdurch wird eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Faserverbundwerkstoffe erzielt.

Description

Beschreibung Polymere Faserverbunde modifiziert mit einwandigen Kohlenstoffnanoröhren
Die vorliegende Erfindung betrifft Faserverbunde, bei denen Kohlenstoffnanoröhren (carbon nanotubes, CNT) homogen ver- teilt in den Zwischenräumen zwischen den Fasern vorliegen.
Stand der Technik
Faserverbundwerkstoffe sind Mehrphasen- oder Mischwerkstoffe, die im Allgemeinen zumindest verstärkende Fasern sowie eine Matrix, in der die Fasern eingebettet sind, umfassen. Durch Wechselwirkung zwischen den beiden Komponenten erfolgt eine Verbesserung der Eigenschaften der Faserverbundwerkstoffe im Vergleich zu den Einzelkomponenten. Der Einsatz der Faserver- bundwerkstoffe ist vielseitig. Beispielsweise lassen sich Faserverbundwerkstoffe in Schichtwerkstoffen verwenden.
Generell ist es bei Faserverbundwerkstoffen bis heute unüblich Partikel zur Verstärkung zuzugeben, wie dies bei Polyme- ren der Fall ist, da es bei Faserverbundwerkstoffen insbesondere auf eine gute Benetzung der Faser in der Grenzschicht zur Matrix für eine hohe Haftung zwischen Faser und Matrix ankommt. Somit ist eine homogene Verteilung von Additiven im Faserverbund wichtig.
Die JP 2003-238816 offenbart kohlenstofffaserverstärkte Harzzusammensetzungen für Formkörper, mit denen keine besonderen Eigenschaftsverbesserungen erzielt werden können. Zudem beschreibt die WO 2007/044889 ein textilverstärktes Verbundreibungsmaterial auf Basis von Vliesfasermatten, bei dem ein Kohlenstoffmaterial in der Matrix dispergiert ist und welches zur Verbesserung der Reibung dient. Die Versuchsbe- dingungen sind jedoch nicht näher spezifiziert.
Die US 2007/0066171 betrifft ein kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoff, bei dem Kohlenstoffnanoröhren in der Matrix vorhanden sind. Der hohe CNT-Gehalt führt jedoch zu einer hohen Viskosität, und der Durchmesser der CNT zu groß, so dass die CNT nicht in die Faserzwischenräume eindringen können.
Weiterhin offenbart die US 2010/0098931 faserverstärkte Polymerverbundstoffe enthaltend Kohlenstoffnanoröhren, bei denen die CNT auf die Fasern aufgesprüht sind und nicht notwendigerweise mit der CNT- freien Matrix nach deren Zugabe inter- agieren. Zudem wurden hier funktionalisierte Kohlenstoffnanoröhren verwendet . Bei den Faserverbundwerkstoffen des Stands der Technik besteht jedoch immer noch die Notwendigkeit, die mechanischen Eigenschaften weiter zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfinder haben herausgefunden, dass eine spezielle Verstärkung eines Faserverbundwerkstoffs erzielt werden kann, wenn einwandige Kohlenstoffnanoröhren homogen verteilt in die Zwischenräume zwischen den Fasern des Faserverbundwerkstoffs eingebracht sind. Insbesondere haben die Erfinder gefunden, dass die einwandigen Kohlenstoffnanoröhren durch ihre homogene Verteilung sowohl die Fasern als auch die Matrix stärken. Somit ist erfindungsgemäß ein Faserverbundwerkstoff offenbart, umfassend:
i) eine Polymermatrix;
ii) Fasern; und
iii ) Kohlenstoffnanoröhren,
wobei die Kohlenstoffnanoröhren einwandige Kohlenstoffnanoröhren sind und homogen verteilt in den Zwischenräumen zwischen den Fasern des Faserverbundwerkstoffs vorliegen Weiterhin offenbart die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffes umfassend i) eine Polymermatrix;
ii) Fasern; und
iii) Kohlenstoffnanoröhren,
wobei die Kohlenstoffnanoröhren einwandige Kohlenstoffnanoröhren sind und mit der Polymermatrix gemischt werden, und diese Mischung dann auf und in die Fasern eingebracht wird, so dass die Kohlenstoffnanoröhren homogen verteilt in den Zwischenräumen zwischen den Fasern des Faserverbundwerkstof- fes vorliegen.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Faserverbundwerkstoffs zur Herstellung von Schichtwerkstoffen und/oder Faserverbunden, einen Schicht- werkstoff und/oder Faserverbund, umfassend den erfindungsgemäßen Faserverbundwerkstoff, sowie die Verwendung des erfindungsgemäßen Schichtwerkstoffs und/oder Faserverbunds in Röntgengeräten, Patientenliegen, elektrischen Maschinen, Motoren, Rumpfteilen von Luftfahrzeugen, Rotoren von Helikop- tern, Windkraftrotorblättern, Rotorblättern im marinen Bereich, beispielsweise von Schiffen, Karosserieteilen etc.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt . Kurze Beschreibung der Zeichnungen Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in Verbindung mit Figuren veranschaulicht.
Hierbei zeigt Figur 1 Durchlichtaufnahmen eines Dünnschliffs eines Glasfaserlaminats mit 0.3 Gew.% mehrwandigen Koh- lenstoffnanoröhren .
Figur 2 veranschaulicht Makrofiltrationseffekte, die bei der Verwendung von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren auftreten. Figur 3 zeigt Durchlichtaufnahmen von Faserverbundwerkstoffen, bei denen die Fasern mit einwandigen Kohlenstoffnanoröhren modifiziert sind (rechtes Bild) , im Vergleich zu unmodi- fizierten Proben (linkes Bild) . In Figur 4 sind die Messergebnisse des E-Moduls parallel zur Faserrichtung vom Referenzbeispiel, Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigt.
In Figur 5 sind die Messergebnisse der Biegefestigkeit paral- lel zur Faserrichtung vom Referenzbeispiel, Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigt.
In Figur 6 sind die Messergebnisse des E-Moduls senkrecht zur Faserrichtung vom Referenzbeispiel, Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigt.
In Figur 7 sind die Messergebnisse der Biegefestigkeit senkrecht zur Faserrichtung vom Referenzbeispiel, Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigt. Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die einwandigen Kohlenstoffnanoröhren homogen verteilt in die
Zwischenräume zwischen den Fasern des Faserverbundwerkstoffs eingebracht sind. Im Rahmen der Erfindung werden die einwandigen Kohlenstoffnanoröhren homogen in der Matrix verteilt, bevor dann die Matrix mit den einwandigen Kohlenstoffnanoröh- ren auf die Fasern aufgebracht wird und in die Zwischenräume zwischen den Fasern eindringt. Hierdurch wird sowohl eine bessere Anbindung bzw. Verbindung zwischen der Faser und der Matrix einerseits als auch eine bessere Anbindung bzw. Verbindung zwischen den Fasern (Faser-Matrix und Faser-Faser An- bindung bzw. Verbindung) erzielt. Zudem wird auch die Steifigkeit bzw. Festigkeit der Matrix selbst durch die Anwesenheit der einwandigen Kohlenstoffnanoröhren verbessert. Die einwandigen Kohlenstoffnanoröhren können hierbei mit einer oder mehreren Fasern in Kontakt kommen.
Die Polymermatrix des Faserverbundwerkstoffs ist nicht besonders beschränkt, und es können alle bekannten Polymermaterialien eingesetzt werden, die bei der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen üblicherweise verwendet werden. Polymere in der Polymermatrix können hierbei sowohl Duromere, Elastomere wie auch Thermoplaste sein. Beispiele für Polymere sind Epoxidharze, Vinylester, Polyester, Polyurethane, oder auch Biokunststoffe, sowie Mischungen davon. Bevorzugt werden Epoxidharze eingesetzt.
Die Polymermatrix kann weiterhin einen Härter beinhalten, wobei dieser nicht limitiert ist. Beispielsweise kann die Polymermatrix ein Härtungssystem, also sowohl ein Polymer als auch einen zur Härtung des Polymers geeigneten Härter umfassen, sowie gegebenenfalls einen Beschleuniger oder Initiator. So kann bei der Verwendung von Reaktivharzen als Polymer die Polymermatrix durch Verwenden eines Harzes als Polymer und eines Härters sowie gegebenenfalls eines Beschleunigers oder Initiators hergestellt werden. In solch einem Fall ist das Verhältnis von Härter sowie gegebenenfalls Beschleuniger oder Initiator zu Harz nicht beschränkt und kann vom Fachmann geeignet eingestellt werden. Beispielsweise kann das Verhältnis von Harz zu Härter im Bereich von 80:20 bis 20:80 liegen, angegeben als Gewichtsverhältnis. In bestimmten Ausführungsformen kann auch ein Verhältnis von Harz zu Härter von etwa 50:50, angegeben als Gewichtsverhältnis, vorliegen.
Geeignete Härtungssysteme auf Epoxidbasis sind beispielsweise Mischungen von Araldit LY556 / Aradur 917 / DY 070, beispielsweise in einem Mischungsverhältnis 100 / 90 / 1, sowie Mischungen von RIM135 / RIMH 1366, beispielsweise in einem Mischungsverhältnis 100 /30. Die Menge an Polymermatrix im Faserverbundwerkstoff kann zwischen 30 und 80 Gew.%, bezogen auf den Faserverbundwerkstoff, betragen .
Das Fasermaterial in der vorliegenden Erfindung kann beliebig gewählt werden, so lange die Kohlenstoffnanoröhren an die Fasern gebunden werden können. Beispielsweise können Aramidfa- sern, Kohlenstofffasern, Glasfasern, Keramikfasern aus Aluminiumoxid, Mullit, SiBCN, SiCN, Sic, etc., Borfasern, Stahlfasern, Nylonfasern oder Naturfasern verwendet werden.
Es ist in bestimmten Ausführungsformen möglich, dass die Fasern oberflächenmodifiziert sind, um eine Bindung an die Kohlenstoffnanoröhren und/oder das Matrixmaterial zu ermöglichen. Eine Modifizierung kann hierbei in bekannter Weise durch funktionelle Gruppen erfolgen, die mit funktionellen Gruppen der Kohlenstoffnanoröhren wechselwirken können. Beispielsweise kann eine Funktionalisierung durch Amin- oder Carboxylgruppen vorteilhaft sein, wenn die Kohlenstoffnano- röhren Hydroxylgruppen aufweisen. Eine Modifizierung kann beispielsweise auch durch optionale Zugabe von Schlichten erfolgen. Bei der Verwendung eines Epoxidharzes kann eine solche Schlichte beispielsweise C=C oder C=0 Bindungen aufweisen, die dann mit dem Epoxidharz wechselwirken können.
Bevorzugt liegen die Faserverbundwerkstoffe als kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK, englisch „carbon-fiber reinforced plastic") oder als glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK, englisch „glass-fiber reinforced plastic") vor, d.h. die Verwendung von Kohlenstofffasern oder Glasfasern ist bevorzugt .
In der vorliegenden Erfindung liegen die Fasern zudem bevorzugt unidirektional vor. Weiter bevorzugt liegen die Fasern als Faserbündel bzw. Rovings vor. Die Abstände zwischen den
Fasern in solchen Bündeln bzw. Rovings sind hierbei bevorzugt zwischen 1 und 30 nm, weiter bevorzugt zwischen 2 und 20 nm und besonders bevorzugt zwischen 3 und 10 nm. Die Menge an Fasern im Faserverbundwerkstoff kann zwischen 20 und 70 Gew.%, bezogen auf den Faserverbundwerkstoff, betragen .
Die Kohlenstoffnanoröhren in der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt so beschaffen, dass sie in die Zwischenräume zwischen den Fasern eindringen können.
Bevorzugt sind die Kohlenstoffnanoröhren einwandige Kohlenstoffnanoröhren (single wall carbon nanotubes) , die in die Zwischenräume zwischen den Fasern (beispielsweise Rovings) eindringen können. Die Erfinder haben herausgefunden, dass bei einen Einbringen von Multiwall -modifizierten Kohlenstoff- nanoröhren in die Faserverbunde Makro- und Mikro- Filtrationseffekte auftreten, da sie zur Bildung von Agglomeraten neigen, so dass die Multiwall -Kohlenstoffnanoröhren nicht in die Faserzwischenräume eindringen. Dies führt zu verringerten Faser-Matrix-Wechselwirkungen und somit zu einem Absinken der mechanischen Eigenschaften anstelle einer Ver- besserung.
Solche Mikrofiltrationseffekte gehen beispielsweise aus Fig. 1 hervor, die Glasfaser-Rovings zeigen, in die mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren (schwarze Färbung) nicht eindringen können und somit außerhalb der Rovings agglomerieren.
Makrofiltrationseffekte sind in Fig. 2 zu sehen, in der ersichtlich ist, dass die mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren beim Einbringen auf und in die Fasern ausfiltriert werden, und somit im hinteren Teil nur noch reines Harz ankommt
(weiß) .
Demgegenüber können einwandige Kohlenstoffnanoröhren, die nur im geringen Umfang Agglomerate bilden, effektiv in die Faser- Zwischenräume eindringen, und die mechanischen Eigenschaften der modifizierten Faserverbundwerkstoffe mit den eingebrachten Kohlenstoffnanoröhren werden verbessert.
Das Eindringen der einwandigen Kohlenstoffnanoröhren wird beispielsweise aus den Durchlichtaufnahmen Fig. 1 ersichtlich. Das rechte Bild in Fig. 1 zeigt Faserverbundwerkstoffe, die mit einwandigen Kohlenstoffnanoröhren modifiziert sind, und das linke Bild zeigt unmodifizierte Faserverbundwerkstoffe. Die Fasern sind hierbei in ihrem Durchmesser senkrecht zur Faserrichtung als weiße Punkte erkennbar. In diesen Aufnahmen liegen die Fasern zudem unidirektional vor. Es ist deutlich zu sehen, dass keine sichtbare Mikrofiltration bzw. Agglomeratbildung bei dem modifizierten Faserverbundwerkstoff auftritt, so dass die Matrix mit den Kohlenstoffnanoröhren effektiv in die Zwischenräume zwischen den Fasern eingedrungen ist. Genauer kann dies auch an Proben mittels Rasterelektronenmikroskopie oder Transmissionselektronenmikroskopie, beispielsweise an mittels Dünnschliff präparierten Pro- ben, beobachtet werden. Weiterhin ist im linken Bild der Fig. 1 zudem ein Bereich mit einem schwarzen Streifen zu sehen, in dem keine Fasern vorliegen und nur die Matrix.
Die einwandigen Kohlenstoffnanoröhren können bei der vorlie- genden Erfindung unmodifiziert oder modifiziert, beispielsweise mit polaren Gruppen, eingebracht werden. Sie können zudem unvorbehandelt eingesetzt werden.
Endmodifizierte einwandige Kohlenstoffnanoröhren können hier- bei besser an modifizierte Fasern andocken und somit eine stärkere Bindung zur Faser eingehen, die eine zusätzliche Verstärkung des Faserverbundwerkstoffs zusätzlich zur Verstärkung aufgrund von Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Fasern und der Kohlenstoffnanoröhren bewirkt.
Eine bessere Verstärkung der mechanischen Eigenschaften wird jedoch mit unmodifizierten, also nicht funktionalisierten, einwandigen Kohlenstoffnanoröhren beobachtet. In den erfindungsgemäßen Faserverbundwerkstoffen kann insbesondere eine Verstärkung der mechanischen Eigenschaften um mehr als 50% für bestimmte Parameter erzielt werden. Insbesondere werden das E-Modul und die Biegefestigkeit parallel zu den Fasern verbessert, da die einwandigen Kohlenstoffnano- röhren sich an die Fasern anlagern bzw. diese umschlingen können, so dass die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen benachbarten Fasern erhöht wird. Dieser Effekt tritt durch das Vorhandensein der Fasern in den Zwischenräumen zwischen den Fasern insbesondere nicht nur für die Fasern an den Randbereichen von Faserbündeln auf, sondern auch an Fasern innerhalb solcher Bündel, so dass ein solcher Effekt verstärkt in Faserbündeln bzw. Rovings auftritt. Zudem wird jedoch auch eine Verstärkung des E-Moduls bzw. der Biegefestigkeit senkrecht zur Faserrichtung beobachtet, da die einwandigen Kohlenstoffnanoröhren sich an die Fasern anlagern bzw. diese umschlingen können, so dass ein Brechen der Fasern, insbesondere an Fehlstellen, besser verhindert wird.
Die einwandigen Kohlenstoffnanoröhren werden bevorzugt in einer Menge von weniger als 3 Gew.%, besonders bevorzugt von weniger als 2 Gew.%, weiter bevorzugt von weniger als 1,5 Gew.%, noch weiter bevorzugt von weniger als 1 Gew.% und ins- besondere von weniger als 0,6 Gew.%, weiter bevorzugt von weniger als 0,4 Gew.% bezogen auf die Polymermatrix, verwendet. Bei höheren Mengen ist ein Einbringen der einwandigen Kohlenstoffnanoröhren in die Zwischenräume zwischen den Fasern zunehmend erschwert, und es tritt zudem eine Viskositätserhö- hung der Matrix auf, die ein Einbringen der Matrix in die Fasern selbst zunehmend erschwert. Die einwandigen Kohlenstoff- nanoröhren werden zudem bevorzugt in einer Menge von mehr als 0,05 Gew.%, besonders bevorzugt von mehr als 0,10 Gew.%, weiter bevorzugt von mehr als 0.20 Gew.% und besonders bevorzugt von 0.25 Gew.% oder mehr, bezogen auf die Polymermatrix, verwendet. Bei zu geringen Mengen an einwandigen Kohlenstoffnanoröhren tritt ein verstärkender Effekt aufgrund der zu geringen Konzentration an Kohlenstoffnanoröhren kaum auf. Der Durchmesser der einwandigen Kohlenstoffnanorohren beträgt bevorzugt zwischen 0,4 bis 5 nm und besonders bevorzugt zwischen 0,6 und 4 nm. Weiterhin haben die einwandigen Kohlenstoffnanorohren bevorzugt eine Länge von 50 bis 1500 nm. Wenn die Fasern zu kurz sind, tritt keine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Faserverbundwerkstoffs auf, und wenn die Fasern zu lang sind, können sie nicht effektiv in die Zwischenräume zwischen den Fasern eindringen und sich dort homogen verteilen. Eine bevorzugte Länge beträgt zwi- sehen 70 und 1000 nm.
Weiterhin weisen die Kohlenstoffnanorohren bevorzugt eine geringe Defektdichte auf, die beispielsweise durch Raman- Mikroskopie im Verhältnis von graphitischem Peak und Defekt- peak bestimmt werden kann.
Neben den einwandigen Kohlenstoffnanorohren können der Polymermatrix optional weitere Hilfsstoffe wie Fließhilfen oder Schlichten in Mengen von 0 bis 20 Gew.% zugegeben werden.
Die Menge an Polymermatrix, Fasern und Kohlenstoffnanorohren sowie optional weiteren Hilfsstoffen im Faserverbundwerkstoff ergänzt sich zu 100 Gew.%. Die Zusammensetzung des Faserverbundwerkstoffs kann hierbei beispielsweise durch Rasterelektronenmikroskopie (REM) oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) bestimmt werden. Defekte an Fasern können auch beispielsweise per Raman- Mikroskopie erfasst werden.
Bevorzugt handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Faserverbundwerkstoff um ein endlosfaserverstärktes duroplastisches Halbzeug . Die Zugabe der einwandigen Kohlenstoffnanorohren und der weiteren Hilfsstoffe zur Polymermatrix ist nicht besonders beschränkt. Wenn beispielsweise ein Harzsystem aus Harz und Härter als Polymermatrix verwendet wird, können die Koh- lenstoffnanorohren und optionale weitere Hilfsstoffe dem Härter oder dem Harz zugegeben werden und dann das Gemisch respektive dem Harz oder dem Härter zugegeben werden. Es ist zudem möglich, dass die einwandigen Kohlenstoffnanorohren und optionale weitere Hilfsstoffe dem Gemisch aus Härter und Harz zugegeben werden. Auch ist es möglich, dass Kohlenstoffnanorohren und optional bestimmte optionale weitere Hilfsstoffe respektive dem Harz oder Härter und andere optionale Hilfsstoffe respektive dem Härter oder Harz zugegeben werden. Zudem können die einwandigen Kohlenstoffnanorohren der Polymermatrix in bestimmten Ausführungsformen in trockener Form, beispielsweise als Pulver, in pastöser Form im Gemisch mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, als Suspension oder als Masterbatch zugegeben werden. Somit können auch bei der Zugabe der einwandigen Kohlenstoffnanorohren weitere zusätzliche Stoffe in die Polymermatrix eingebracht werden, wenn die einwandigen Kohlenstoffnanorohren beispielsweise in Form einer Paste, Suspension oder Masterbatch zugegeben werden. Erfindungsgemäße Faserverbundwerkstoffe umfassend eine Polymermatrix, Fasern und einwandige Kohlenstoffnanorohren können beispielsweise hergestellt werden, indem die einwandigen Kohlenstoffnanorohren in trockener Form mit der Polymermatrix gemischt werden und optional weitere Hilfsstoffe zugegeben werden, und diese Mischung dann auf und in die Fasern eingebracht wird, so dass die einwandigen Kohlenstoffnanorohren homogen verteilt in den Zwischenräumen zwischen den Fasern des Faserverbundwerkstoffes vorliegen. Das Mischen der einwandigen Kohlenstoffnanorohren und der Polymermatrix sowie optionaler weiterer Hilfsstoffe kann hierbei beispielsweise durch ein Drei -Walzwerk oder eine Perlmühle erfolgen. Bei Verwendung eines Drei -Walzwerks wird dieses bevorzugt mehrmals durchlaufen.
Die erfindungsgemäßen Faserverbundwerkstoffe sind zur Herstellung von Schichtwerkstoffen und Faserverbunden geeignet, die in verschiedenen Anwendungen in der Medizintechnik, in elektrischen Maschinen oder Bauteilen der Luftfahrt- /Automobil-/Sportindustrie oder im marinen Bereich verwendet werden können. Erfindungsgemäß sind somit auch Schichtwerkstoffe und Faserverbunde umfassend die erfindungsgemäßen Faserverbundwerkstoffe umfasst. Insbesondere ist die Anwendung von unidirektionalen Schichtwerkstoffen oder Faserverbunden in der Medizintechnik bei solchen Anwendungen bevorzugt, bei denen es auf die Steifigkeit des Materials ankommt, wie beispielsweise bei Patientenliegen oder Röntgengeräten, in der Mammographie, etc. Hierbei kann durch die spezielle Struktur durch das homogene Einbringen der Kohlenstoffnanoröhren in die Zwischenräume zwischen den Fasern eine Verstärkung der interlaminaren Faser-Matrix- Haftung innerhalb der Schichten, bevorzugt Prepregs, und zwischen den Schichten und somit ein isotropes Eigenschaftspro- fil erzielt werden.
Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Schichtwerkstoffe und Faserverbunde durch ihre verbesserten Eigenschaften auch in anderen Geräten und Bauteilen einsetzbar, in denen gewöhn- licherweise Schichtwerkstoffe und Faserverbunde eingesetzt werden. Beispielsweise können sie Anwendung finden in der Herstellung von elektrischen Maschinen, Bauteilen der Luft- fahrt-/Automobil-/Sportindustrie und im marinen Bereich wie Motoren, Rumpfteilen, beispielsweise von Luftfahrzeugen, Ro- toren von Helikoptern, Windkraftrotorblättern, Rotorblättern im marinen Bereich, beispielsweise von Schiffen, Karosserieteilen etc.
Die Erfindung wird nun anhand von beispielhaften Ausführungsformen erläutert, die die Erfindung jedoch in keiner Weise einschränken sollen. Beispiele
Biegeprüfung
Die Biegeprüfung wurde mit einer 3 -Punkt-Biegemessung durchgeführt. Das Prüfstück war hierbei 25 mm mal 25 mm groß und hatte eine Dicke von ungefähr 1 mm. Der Abstand zwischen den Auflagen betrug 20 mm.
Referenzbeispiel
Es wurde ein Faserverbundwerkstoff aus Kohlenstofffasern (8 Lagen; 100 g/m2 ; ca. 50 Vol.%, unidirektional ) durch Imprägnieren mit einer Matrix aus dem Harz LY556 und dem Härter Uradur 917 sowie dem Beschleuniger DY 070 in einem Verhältnis von 100/90/1 hergestellt. Der Faserverbundwerkstoff wurde dann 4 Stunden bei 80°C und 8 Stunden bei 140°C ausgehärtet.
Beispiele 1 und 2, Vergleichsbeispiele 1 und 2
Es wurden Faserverbundwerkstoffe wie im Referenzbeispiel hergestellt, wobei zur Matrix vor dem Einimprägnieren in die Fa- sern Kohlenstoffnanoröhren (CNT) gemäß nachstehender Tabelle 1 zugegeben und in einem 3 Walzwerk in vier Durchgängen dispergiert wurden, bis diese homogen verteilt waren.
Tabelle 1 MatrixArt der CNT
zusammensetzung
Referenzbeispiel LY556/A917 -
LY556/A917/SWElicarb einwandig
Beispiel 1 (0,5 Gew.%)
LY556/A917/SWElicarb einwandig
Beispiel 2 (0,25 Gew.%)
LY556/A917/B150P Multiwall
Vergleichsbeispiel 1 (0,5 Gew.%)
LY556/A917/B150P Multiwall
Vergleichsbeispiel 2 (0,25 Gew.%)
SWElicarb: Einwandige Kohlenstoffnanoröhren von Thomas Swan,
Durchmesser 0,8 - 1,2 nm, Länge 100 - 1000 nm
B150P: Multiwall -Kohlenstoffnanoröhren der Bayer AG Die Angabe Gew.% bezieht sich hierbei auf die Harzmatrix.
Die Faserverbundwerkstoffe des Referenzbeispiels, der Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurden gemäß der oben angegebenen Biegeprüfung hinsichtlich ihres E- Moduls sowie ihrer Biegefestigkeit jeweils parallel und senkrecht zur Faserrichtung im Werkstoff gemessen.
Die Ergebnisse der Messungen sind in Figuren 4 bis 7 gezeigt. In Fig. 4 ist zu sehen, dass insbesondere mit den einwandigen Kohlenstoffnanoröhren eine überraschend große Zunahme im E- Modul parallel zur Faserrichtung im Vergleich zu den Multiwall -Kohlenstoffnanoröhren erzielt werden kann. Fig. 5 zeigt, dass durch die einwandigen Kohlenstoffnanoröhren zudem die Biegefestigkeit des Faserverbundwerkstoffs pa- rallel zur Faserrichtung verbessert wird. Diese tritt insbesondere bei Beispiel 1 auf.
Auch wird durch Zugabe von einwandigen Kohlenstoffnanorohren das E-Modul senkrecht zur Faserrichtung verbessert, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Zudem erfolgt eine Verbesserung der Biegefestigkeit senkrecht zur Faserrichtung bei der Verwendung der einwandigen Kohlenstoffnanorohren gemäß Beispiel 2, wie aus Fig. 7 hervorgeht.
Es ist somit aus den Beispielen ersichtlich, dass der Einsatz von einwandigen Kohlenstoffnanorohren zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen führt. Die Verbesserung der Eigenschaften tritt hierbei sowohl parallel wie auch senkrecht zur Faserrichtung auf, so dass die Wirkung insbesondere bei Werkstoffen mit unidirekti - onalen Fasern auftritt.

Claims

Patentansprüche
1. Faserverbundwerkstoff, umfassend
i) eine Polymermatrix;
ii) Fasern; und
iii) Kohlenstoffnanorohren,
wobei die Kohlenstoffnanorohren einwandige Kohlenstoffnanorohren sind und homogen verteilt in den Zwischenräumen zwischen den Fasern des Faserverbundwerkstoffs vorliegen.
2. Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 1, wobei die Fasern als Rovings ausgebildet sind,
3. Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abstand zwischen den Fasern 1 bis 30 nm beträgt.
4. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kohlenstoffnanorohren einen Durchmesser von 0,4 bis 5 nm haben.
5. Faserverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kohlenstoffnanorohren eine Länge von 50 bis 1000 nm aufweisen.
6. Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffes umfassend
i) eine Polymermatrix;
ii) Fasern; und
iii) Kohlenstoffnanorohren,
wobei die Kohlenstoffnanorohren einwandige Kohlenstoffnanorohren sind und mit der Polymermatrix gemischt werden, und diese Mischung dann auf und in die Fasern eingebracht wird, so dass die Kohlenstoffnanorohren homogen verteilt in den Zwischenräumen zwischen den Fasern des Faserverbundwerkstoffes vorliegen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Mischen der Kohlenstoffnanoröhren und der Polymermatrix durch ein Drei- Walzwerk oder eine Perlmühle erfolgt.
8. Verwendung des Faserverbundwerkstoffs gemäß einem der An Sprüche 1 bis 5 zur Herstellung von Schichtwerkstoffen und/oder Faserverbunden.
9. Schichtwerkstoff, umfassend den Faserverbundwerkstoff ge mäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
10. Faserverbund, umfassend den Faserverbundwerkstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
11. Verwendung des Schichtwerkstoffs gemäß Anspruch 9
und/oder des Faserverbunds gemäß Anspruch 10 in Röntgengeräten, Patientenliegen, elektrischen Maschinen, Motoren, Rumpfteilen von Luftfahrzeugen , Rotorblättern, Karosserieteilen .
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