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WO2000059989A1 - Verbundwerkstoffe auf basis nachwachsender rohstoffe - Google Patents

Verbundwerkstoffe auf basis nachwachsender rohstoffe Download PDF

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WO2000059989A1
WO2000059989A1 PCT/EP2000/002532 EP0002532W WO0059989A1 WO 2000059989 A1 WO2000059989 A1 WO 2000059989A1 EP 0002532 W EP0002532 W EP 0002532W WO 0059989 A1 WO0059989 A1 WO 0059989A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
monomers
anhydride
composite materials
fibers
thermoplastics
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2000/002532
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Priebe
Michael Skwiercz
Horst Sulzbach
Ralf Bemmann
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.)
BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Original Assignee
Cognis Deutschland GmbH and Co KG
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 Cognis Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Priority to AU41076/00A priority Critical patent/AU4107600A/en
Publication of WO2000059989A1 publication Critical patent/WO2000059989A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • C08J5/045—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal 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
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • 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
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • 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
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/12—Polyester-amides

Definitions

  • the invention relates to a composite material based on natural fibers and a matrix material and the use of such composite materials.
  • Fiber composite materials consist at least of fibers and a matrix material.
  • the fibers serve to reinforce the material.
  • the fibers absorb tensile forces acting on the material in particular, the matrix fills voids between the fibers and envelops the fibers.
  • the matrix thus transmits in particular the shear forces that act on the composite material.
  • the matrix protects the coated fibers from external influences such.
  • Fiber composite materials are known, for example from glass fiber, metal fiber or carbon fiber reinforced synthetic plastics. In the past, these composite materials have proven themselves in many fields of application due to their high resilience, durability and reproducibility.
  • renewable raw materials are not exhausted, they can be regenerated at any time by growing suitable plants by photosynthesis.
  • Natural fiber reinforced plastics are known per se; their advantages compared to glass fiber reinforced plastics are already described with regard to raw material basis, ecological balance, occupational safety, weight or thermal disposal, see e.g. B. Kohler, R .; Wedler, M .; Kessler, R .: “Do we use the potential of natural fibers?” In: Gülzower technical discussions “Natural fiber reinforced plastics” (Ed. horrisco, Gülzow 1995), pp. 95-100 or "Guideline for renewable raw materials, cultivation, processing, products” , 1st edition, Heidelberg: Müller, 1998, in particular chapter 8. A distinction can be made between thermoplastic and thermosetting systems with regard to the matrices used.
  • EP-A-687 711 describes a system with thermoplastic matrices based on renewable raw materials Fiber composite material made of biodegradable fibers and a matrix made of biodegradable material. Cellulose acetate, lignin, starch and starch derivatives are proposed as suitable thermoplastic materials for the matrix. In practical use, it can be seen that composites according to the disclosure of EP-A-687 711 have certain disadvantages in technical application. For example, starch-based matrix materials are not water-resistant and composites based on cellulose or biopoly are not acceptable due to the price
  • the present invention is therefore based on the object of providing composite materials based on thermoplastic materials, in which both the reinforcing agents and the matrix materials are essentially based on renewable raw materials. Furthermore, these materials are to be compared to both in practical use and in price known products improved
  • the present invention relates to composite materials based on natural fibers and a material that contains oleochemical thermoplastics with a melting point of less than 200 ° C., the thermoplastics being essentially composed of polyesters, polyamides and / or polyester amides based on renewable raw materials
  • Another object of the present invention is a method for producing components from the thermoplastics and natural fibers according to the invention
  • Another object of the present invention is the use of the composite materials according to the invention for the production of components for vehicle construction, i.e. automobile construction, rail vehicle construction, aircraft construction, the production of body parts and interior fittings.
  • the composite materials according to the invention can be used in the construction industry for insulation materials, sandwich elements and the like, in Window construction for the construction of window frames, door frames and doors are used, in the furniture industry for the production of panels, furniture parts and mobein, in the electrical / energy industry for the production of computers, household appliances, housings, air blowers or wind turbines in the field of leisure activities and in Sports can be made from the composite materials according to the invention, sports equipment, boats, gliders and Toys are manufactured, in mechanical engineering they can be used for the production of gearwheels or gear parts, in waste management for the production of waste containers In plant engineering containers, pumps, pipe elements can be produced from the composite materials according to the invention, in the packaging industry the materials according to the invention can be used for the production of Use bottles, hollow bodies, molded parts and technical packaging.
  • thermoplastics are polymeric, soft or hard materials at the operating temperature, which have a flow transition area above the operating temperature.DIN 7724 Part 2 limits the thermoplastics via the temperature curve of the shear modulus G from the other polymer classes, the elastomers and the thermosets Thermoplastics a variety of plastics, such as polyolefins, vinyl polymers or polyurethanes
  • thermoplastics which essentially contain those polymers which are available from selected polyesters, polyamides and polyester amides based on renewable raw materials. These thermoplastics have a melting point of less than 200 ° C. in order to be processed with the natural fibers To be particularly preferred are thermoplastics whose melting point is at 100 to 180 ° C. Oleochemical derivatives or fatty substances within the meaning of the present invention are natural, in particular vegetable or animal oils, and in particular their derivatives or secondary products by chemical reaction.
  • oils are in nature in the form of natural mixtures of different fatty acid glycol nests, for example in Palmol, Palmkernol, Palmstea ⁇ n, olive oil, Rubol, Koreanderol, sunflower oil, cotton oil, peanut oil, hemp oil, linseed oil, Lardol, Fischol, Fischtranol, pork lard or beef tallow Die Fe
  • t-acid components of the abovementioned natural triglycene are in particular the mono- or polyunsaturated acids palmitoleic, oil, elaidin, petroselinic, eruca, ricinol, hydroxymethoxysteanic, 12-hydroxystearic, linoleic, unioleic and gadoleic acids
  • further functional groups capable of crosslinking such as hydroxyl, mercapto, carboxyl, amino, acid anhydride or epoxy groups or else olefinic double bonds, can be introduced into
  • the composite materials according to the invention are produced on the basis of renewable raw materials.
  • the composite materials depending on the composition, can also have advantageous behavior In terms of biodegradation, however, this is not always an advantageous property, since depending on the use of the composite materials, in particular when components are used in the field of automobile construction, early rotting is undesirable.
  • composite materials which are only one Slow biodegradability is preferred. Biodegradability of such materials is understood to mean, for example, the proof that the corresponding material (which relates to any organic component in the material to a mass proportion of 1% by weight) is converted to C0 2 and / or biomass at least 60% by weight within 6 months.
  • a corresponding DIN is in preparation
  • the fatty acids (a) are unsaturated compounds of the general formula (I)
  • R 1 is a branched or unbranched olefinically unsaturated alkyl radical having 7 to 23 carbon atoms and 1 to 3 double bonds.
  • preferred unbranched mono- and polyunsaturated fatty acids are 10-undecenoic acid, laurolein, my ⁇ stolein, palmitolein, Petroselinic, petroseladeinic, oil, Eladm, ricinolic, linoleic, linolenic, linolaidic, gadolemic, arachidonic, erucic, brassidic and clupanodonic acids
  • thermoplastics in addition to the monocarboxylic acid of the formula (I), their derivatives, in particular their esters with C 1 to C 4 alcohols, ie methanol, ethanol, propanol and butanol, can also be used to prepare the thermoplastics according to the invention
  • Monomers (a) suitable which are prepared by ene reaction or Diels-Alder reaction of unsaturated anhydrides on isolated and / or conjugated double bonds with olefinically unsaturated C 2 2 fatty acids
  • Acid anhydrides are also suitable, such as maleic anhydride, succinic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, 4-cyclohexane-1, 2-dicarboxylic acid anhydride and naphthalene diacid, naphthalic dehydro-1, naphthalic dehydro-1, naphthalic dehydro-1, naphthalic dehydro-1, naphthalic dicarboxylic acid, naphthalic dicarboxylic acid, naphthalic dehydro-1, naphthalic dicarboxylic acid, naphthalic dicarboxylic acid, naphthalic dicarboxylic acid, naphthalic diacid anhydrides, and naphthalene dicarboxylic acid mixtures,
  • thermoplastics Another class (b) of monomer units for the production of thermoplastics are dicarboxylic acids. These are compounds of the general formula
  • R 2 is a saturated or unsaturated divalent alkyl or hydroxylalkyl radical with 1 to 20 C atoms.
  • Particularly preferred are aliphatic dicarboxylic acids with 2 to 18 C atoms in the molecule. Examples of such preferred aliphatic ⁇ , ⁇ -dicarboxylic acids are the oxalic, Malonic, amber, glutar-adipic, pimeline, cork, sube ⁇ n, azelaine, sebacic, undecandi, dodecanedic, brassyl and tetradecanic acid.
  • Unsaturated dicarboxylic acids are, for example, maine, fumaric, citraconic or mesaconic acid
  • Particularly advantageous thermoplastics contain azelaic acid as the monomer component.
  • Hydroxycarboxylic acids such as glycolic, lactic, almond, tartronic, apple, tartaric or citric acid, are particularly suitable as derivatives of dicarboxylic acid, with glycolic, lactic and tartaric acids being particularly preferred
  • Dimer fatty acids (c) are suitable as a third class of oleochemical raw materials.
  • the omegomerization of unsaturated fatty acids is a known electrocychic reaction about which, in review articles, for example, by A Behr in Fat Sei Technol 93, 340 (1991), G Spiteller in Fat Sei Technol 94 , 41 (1992) or P Daute et al in Fat Sei Technol 95, 91 (1993) is reported.
  • oligomerization occurs, an average of two to three fatty acids come together and form dimers or fibers, which predominantly have cycloaliphatic structures a so-called monomer fraction is obtained, in which there are unreacted starting materials and branched monomers which are formed in the course of the reaction by isomerization. In addition, there is of course also a fraction of higher oligomers, but this is generally not of major importance.
  • the ohgomerization can be thermal or in the presence of precious metal catalysate be carried out
  • the reaction is preferably carried out in the presence of clays such as, for example, montmorillonite [cf. Greases, soaps, paints. 72, 667 (1970)].
  • the regulation of the content of dimers and trimers and the extent of the monomer fraction can be controlled by the reaction conditions.
  • Technical mixtures can finally also be purified by distillation.
  • Technical unsaturated fatty acids with 12 to 22, preferably 16 to 18, carbon atoms are suitable as starting materials for the oligomerization.
  • Typical examples are palmoleic acid, oleic acid, elaidic acid, petroselinyl acid, linoleic acid, linolenic acid, conjuene fatty acid, elaeostearic acid, ricinoleic acid, gadoleic acid, erucic acid and their technical mixtures with saturated fatty acids.
  • Suitable technical mixtures are uncured split fatty acids of natural triglycerides with iodine numbers in the range from 40 to 140, such as palm fatty acid, tallow fatty acid, rapeseed oil fatty acid, sunflower fatty acid and the like. Split fatty acids with a high oleic acid content are preferred.
  • their esters preferably methyl esters, can also be dimerized in a manner known per se.
  • Dimer fatty acids which are particularly preferred for the purposes of the invention, are obtained by the oleigomerization of technical oleic acid and preferably have a dimer content of 50 to 99% by weight and a polymer content (including trimer content) of 1 to 50% by weight.
  • the monomer content can be 1 to 15% by weight and, if necessary, reduced by distillation.
  • Dimer fatty acids which are obtained by oil igomerization of technical oleic acid and have a dimer content of 70 to 85% by weight, a polymer content of 10 to 20% by weight and a monomer content of 5 to 15% by weight are particularly preferred.
  • The% by weight are based on the total amount of dimer fatty acid.
  • dimer fatty acids their derivatives, in particular dimer diamines, can also be used to produce the thermoplastics according to the invention.
  • dimer diamines these are amino fatty substances based on dimer and / or trimer acids that have been reacted with low molecular weight polyamines.
  • Dimer diols can be used further as derivatives of Dimerfettsauren, as sold for example under the trade name Sovermol 908 ® by the applicant.
  • the last class of suitable monomers are the polyols and their derivatives (d). These are compounds with at least two carbon atoms and two hydroxyl groups in the molecule.
  • Suitable polyols are glycol, glycerin and Glycennmono-, di and -trifettsaureester, especially Glyce ⁇ monoester with C 8 -C 2 fatty acids, and their di- and polymers, especially Polyglyce ⁇ ne come according to DE-A-36 36 086 Diglyce ⁇ n, T ⁇ glyce ⁇ n and linear or branched Tetraglycenn as well as technical Polyglycine mixtures, such as those produced by condensing Glycenn at elevated temperature and reduced pressure in the presence of alkaline catalysts with exclusion of air and subsequent removal of the catalyst with the aid of ion exchangers, are considered.
  • Preferred polyglycines in the sense of the invention are those which contain the glycerol ethers from diglycene to heptaglycne and up to 20% by weight of monomeric glycine and, above all, may have hydroxyl numbers in the range from 900 to 1200
  • the preparation of the material is carried out in a manner known per se by polymerizing the monomers. Both homopolymers and copolymers or terpolymers can be used. Material materials based on purely oleochemical monomers are preferred. However, other monomers, such as aliphatic diamines, can also be condensed are known alkyl derivatives with 4 to 22 carbon atoms which have two amino groups -NH 2 in the molecule.
  • diamines examples include ethylenediamine or 1,2-diminopropane, 1,3-diminopropane, 1,6 diammohexane, 1, 8-D ⁇ am ⁇ nooctan, 1, 9-D ⁇ am ⁇ nononan or 1, 12-D ⁇ am ⁇ nododecan
  • Aromatic diamines for example 4,4-D ⁇ am ⁇ nod ⁇ phenylbutan or Diaminobenzen are suitable
  • thermoplastic materials contained in the composite materials according to the invention essentially consist, ie at least 50% by weight, of monomers (a) to (c). Depending on the monomers selected, polyesters, polyamides or polyester amides are formed.
  • Thermoplastic materials are also expressly used in the context of the present application
  • Basis of polycarbonates comprises the polycarbonates are polyesters, which preferably! can be formed by reacting phosgene with oleochemically based dimer alcohols, fatty acid monoglycides or ricinole fatty acid ethylene glycol diesters
  • the material can be made up of up to 100% by weight from these monomers.
  • monomers other than (a) to (d) can also be condensed in, their proportion then being less than 50% by weight, preferably in the range of 5 to 40 % By weight and preferably in the range from 10 to 30% by weight.
  • Particularly preferred are those thermoplastic matrix materials which are obtained predominantly or completely by condensation of dimer fatty acids or derivatives (c) with dicarboxylic acids or their derivatives (b).
  • Thermoplastics which are predominantly or completely composed of dicarboxylic acids (monomers of group (b)) and polyols, in particular ethylene glycol (monomers of group (d)), are also preferred.
  • auxiliaries can be added to the composite materials, these include flame retardants, color pigments, UV absorbers and organic and / or inorganic fillers.
  • natural fibers are preferably used according to the invention.
  • These natural fibers can be in the form of short fibers, yarns, rovings or, preferably, textile fabrics in the form of nonwovens, needled nonwovens, random nonwovens, woven fabrics, scrims or knitted fabrics. It can contain cellulose fibers such as flax, hemp, straw, wood wool, sisal, jute, coconut, ramie, bamboo, bast or cotton fibers or wool fibers, animal hair or fibers based on chitin / chitosan and Combinations of the fibers mentioned above can be used.
  • the fiber composite materials according to the invention can be processed to shaped articles by all known production technologies. It is common to all these known production technologies for molded articles that the starting materials fiber and matrix are brought together to form a molding compound which solidifies on, in or between solid molding tools to form a composite. In this process, the fiber starting material is introduced into a melted matrix mass of the thermoplastic and completely wetted and coated with it by means of a compression process. The type of fiber material to be introduced therefore largely determines the manufacturing process to be used. So z. B. no reinforcing material in the form of fabric can be used in an extrusion process. Short fibers, on the other hand, are very suitable for extrusion processes or spray applications of matrix / fiber mixtures.
  • the choice of the suitable matrix material depends on the type of fiber, the fiber pre-product and last but not least on the setting speed and the area size.
  • the impregnation of the fiber and the hardness cycle of the matrix determine both the quality of the bond and the connection of the layers to one another, especially that of the interlaminar strength.
  • Examples of manufacturing technologies which can be used according to the invention include the pultrusion process, production using the winding technique, pressing technique, vacuum technique, differential pressure-resin transfer molding (DP-RTM), resin transfer molding (RTM), prepreg technology.
  • thermoplastics Manufacture of thermoplastics. For the work-up, the reaction product was poured out and broken after cooling.
  • dimer fatty acid (Empol ® 1061) were reacted with 107.2 g of azelaic acid and 132.2 g of 1, 6-diaminohexane under a nitrogen atmosphere at 180 ° C. for five hours in a steel double-jacket reactor. The water formed was distilled off.
  • dimer fatty acid (Empol ® 1061) were reacted with 107.2 g of azelaic acid and 644.5 g of dimer diamine (Versamine 552) under nitrogen atmosphere at 180 ° C for five hours in a Stahldoppelmanteireaktor to the reaction. The water formed was distilled off.
  • Composites were in each case produced from the thermoplastics according to Examples 1, 2 and 4, in that tangled nonwovens made of flax with a mass of 200 g / m 2 were enclosed in the soft thermoplastics at 200 ° C. and the material was subsequently pressed.
  • the composite materials according to the invention have homogeneously bonded flax layers and show improved tensile strength values compared to the comparative examples. Table 1

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Abstract

Faserverbundwerkstoff auf der Basis von Naturfasern und einem Matrixmaterial, das oleochemische Thermoplaste mit einem Schmelzpunkt von weniger als 200 DEG C enthält, die oleochemischen Thermoplaste im Wesentlichen aus Polyestern, Polyamiden und/oder Polyesteramiden auf Basis nachwachsender Rohstoffe aufgebaut sind.

Description

VERBUNDWERKSTOFFE AUF BASIS NACHWACHSENDER ROHSTOFFE
Die Erfindung betrifft einen Verbundwerkstoff auf der Basis von Naturfasern und einem Matrixmaterial sowie die Verwendung derartiger Verbundmaterialien.
Faserverbundwerkstoffe bestehen wenigstens aus Fasern und einem Matrixmaterial. Dabei dienen die Fasern der Verstärkung des Werkstoffes. Die Fasern nehmen dabei insbesondere am Werkstoff wirkende Zugkräfte auf, die Matrix füllt Hohlräume zwischen den Fasern und umhüllt die Fasern. Damit überträgt die Matrix insbesondere die Schubkräfte, die auf das Verbundmaterial einwirken. Darüber hinaus schützt die Matrix die umhüllten Fasern vor Außeneinflüssen wie z. B. Eindringen von Wasser oder Feuchtigkeit, oxidative oder photooxidative Einflüsse. Bekannt sind Faserverbundwerkstoffe beispielsweise aus glasfaser-, metalifaser- oder kohlenstoffaserverstärkten synthetischen Kunststoffen. Diese Verbundwerkstoffe haben sich in der Vergangenheit wegen ihrer hohen Belastbarkeit, Dauerhaftigkeit und Reproduzierbarkeit in vielen Anwendungsfeldern bewährt. Im Zuge der Forderung nach langfristig tragfähigen Entwicklungen (sustainable development) werden jedoch immer häufiger auch für Verbundmaterialien solche Produkte gefordert, die auf der Basis von Biomasse und/oder landwirtschaftlichen Produkten als nachwachsenden Rohstoffen gefertigt werden. Im Gegensatz zu petrochemischen und fossilen Rohstoffen erschöpfen sich nachwachsende Rohstoffe nicht, sie können über den Anbau geeigneter Pflanzen durch Photosynthese jederzeit regeneriert werden.
Naturfaserverstärkte Kunststoffe sind an sich bekannt; ihre Vorteile gegenüber glasfaserverstärkten Kunststoffen sind hinsichtlich Rohstoffbasis, Ökobiianz, Arbeitsschutz, Gewicht oder thermische Entsorgung sind bereits beschrieben, siehe z. B. Kohler, R.; Wedler, M.; Kessler, R.: „Nutzen wir das Potential der Naturfasern?" In: Gülzower Fachgespräche „Naturfaserverstärkte Kunststoffe" (Hrsg. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Gülzow 1995), S. 95-100 oder „Leitfaden Nachwachsende Rohstoffe, Anbau, Verarbeitung, Produkte", 1. Auflage, Heidelberg: Müller, 1998, insbesondere Kapitel 8. Bezüglich der verwendeten Matrizes kann zwischen thermoplastischen und duroplastischen Systemen unterschieden werden. Systeme mit thermoplastischen Matrizes auf der Basis nachwachsender Rohstoffe sind bekannt, so beschreibt die EP-A-687 711 einen Faserverbundwerkstoff aus biologisch abbaubaren Fasern und einer Matrix aus biologisch abbaubarem Material. Als geeignete thermoplastische Materialien für die Matrix werden Celluloseacetat, Lignin, Stärke sowie Stärkederivate vorgeschlagen. Im praktischen Einsatz zeigt sich aber, daß Verbundwerkstoffe gemäß der Offenbarung der EP-A-687 711 bestimmte Nachteile in der technischen Anwendung aufweisen So sind Matrixmateπalien auf Starkebasis nicht wasserbeständig und Verbundwerkstoffe auf Basis Cellulose oder Biopol sind aufgrund des Preises nicht akzeptabel
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verbundwerkstoffe auf Basis von thermoplastischen Matπxmateπalien bereitzustellen, bei denen sowohl die Verstarkungsmittel als auch die Matrixmaterialien im wesentlichen auf der Basis nachwachsender Rohstoffe aufgebaut sind Weiterhin sollen diese Werkstoffe sowohl in der praktischen Anwendung als auch im Preis gegenüber den bekannten Produkten verbessert
Die erfindungsgemaße Losung der Aufgabe ist den Patentansprüchen zu entnehmen Sie beruht im wesentlichen auf der Verwendung von Naturfasern als Verstarkungsmatenal und einem Matπxmateπal, das im wesentlichen aus Bindemittelsystemen auf Basis von ausgewählten oleochemischen Thermoplasten auf Basis nachwachsender Rohstoffe besteht
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Verbundwerkstoffe auf der Basis von Naturfasern und einem Matπxmateπal, das oleochemische Thermoplaste mit einem Schmelzpunkt von weniger als 200 °C enthalt, wobei die Thermoplaste im wesentlichen aus Polyestern, Polyamiden und/oder Polyesteramiden auf Basis nachwachsender Rohstoffe aufgebaut sind
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus den erfindungsgemaßen Thermoplasten und Naturfasern
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemaßen Verbundwerkstoffe zur Herstellung von Bauteilen für den Fahrzeugbau, d h den Automobilbau, Schienenfahrzeugbau, Flugzeugbau, die Herstellung von Karosseneteilen sowie Inneneinrichtungen Fernerhin können die erfindungsgemaßen Verbundwerkstoffe in der Bauindustrie für Dammstoffe, Sandwichelemente und dergleichen, im Fensterbau zum Bau von Fensterrahmen, Türrahmen und Türen verwendet werden, in der Möbelindustrie zur Herstellung von Platten, Mobeiteilen und Mobein, in der Elektro- /Energieindustne zur Herstellung von Computern, Haushaltsgeraten, Gehäusen, Flugein von Geblasen oder Windenergieanlagen Im Bereich der Freizeitgestaltung und im Sport können aus den erfindungsgemaßen Verbundwerkstoffen Sportgerate, Boote, Segelflugzeuge und Spielwaren hergestellt werden, im Maschinenbau können sie zur Herstellung von Zahnradern oder Getnebeteilen eingesetzt werden, in der Abfallwirtschaft zur Herstellung von Abfallbehältern Im Anlagenbau können aus den erfindungsgemaßen Verbundwerkstoffen Behalter, Pumpen, Rohrelemente hergestellt werden, in der Verpackungsindustrie lassen sich die erfindungsgemaßen Werkstoffe zur Herstellung von Flaschen, Hohlkörpern, Formteiien und technischen Verpackungen verwenden Schließlich lassen sich die erfindungsgemaßen Verbundwerkstoffe in der Landwirtschaft zur Herstellung von Behaltern, Futtermittelsilos, Pflanzentopfen und in der Sicherheitstechnik zur Herstellung von Schutzhelmen einsetzen
Thermoplaste sind nach DIN 7724 polymere, bei Gebrauchstemperatur weiche oder harte Werkstoffe, die oberhalb der Gebrauchstemperatur einen Fließubergangsbereich besitzen Die DIN 7724 Teil 2 grenzt die Thermoplasten über die Temperaturverlaufskurve des Schubmoduls G von den anderen Polymer-Klassen, den Elastomeren und den Duroplasten ab Prinzipiell umfassen Thermoplasten eine Vielzahl von Kunststoffen, z B Polyolefine, Vinylpolymere oder Polyurethane
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden aber nur Thermoplaste beansprucht, die im wesentlichen solche Polymere enthalten, die aus ausgewählten Polyestem, Polyamiden und Polyesteramiden auf Basis nachwachsender Rohstoffe erhältlich sind Diese Thermoplaste weisen einen Schmelzpunkt von weniger als 200 °C auf, um mit den Naturfasern verarbeitbar zu sein Insbesondere sind solche Thermoplaste bevorzugt, deren Schmelzpunkt bei 100 bis 180 °C egt Oleochemische Derivate bzw Fettstoffe im Sinne der vorliegenden Erfindung sind dabei natürliche, insbesondere pflanzliche oder tierische Öle, sowie insbesondere deren Derivate bzw Folgeprodukte durch chemische Umsetzung Die vorgenannten Öle liegen in der Natur in Form natürlicher Gemische unterschiedlicher Fettsaureglycennester vor, beispielsweise im Palmol, Palmkernol, Palmsteaπn, Olivenöl, Rubol, Koreanderol, Sonnenblumenöl, Baumwollol, Erdnußöl, Hanföl, Leinöl, Lardol, Fischol, Fischtranol, Schweineschmalz oder Rindertalg Die Fettsaurekomponente der vorgenannten natürlichen Triglycende sind neben den gesattigten insbesondere die ein- oder mehrfach ungesättigten Sauren Palmitolein-, Öl-, Elaidin-, Petroselin-, Eruca-, Ricinol-, Hydroxymethoxysteann-, 12-Hydroxystearιn-, Linol-, ünolen- und Gadoleinsaure Nach an sich bekannten Verfahren können in diese Triglycende weitere zur Vernetzung befähigte funktionelie Gruppen wie Hydroxyl-, Mercapto-, Carboxyl-, Amino-, Saureanhydnd-, oder Epoxid-Gruppen oder auch olefinische Doppelbindungen eingeführt werden Beispiele für geeignete Ausgangsmateπalien sind vorzugsweise die naturlichen Fette und Öle von Raps, Sonnenblumen, Soja, Lein, Ricinus, Kokusnussen, Ölpalmen, Ölpaimkernen und Ölbäumen Die erfindungsgemaßen Verbundwerkstoffe werden auf Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellt Daher können die Verbundwerkstoffe, je nach Zusammensetzung auch ein vorteilhaftes Verhalten in Bezug auf den biologischen Abbau aufweisen Allerdings ist diese nicht immer eine vorteilhafte Eigenschaft, da je nach Verwendung der Verbundwerkstoffe, insbesondere beim Einsatz von Bauteilen im Bereich des Automobilbaus, eine frühzeitige Verrottung unerwünscht ist Im Sinne der vorliegenden Erfindung können daher Verbundwerkstoffe, die nur eine langsame biologische Abbaubarkeit zeigen bevorzugt sein Unter biologische Abbaubarkeit derartiger Werkstoffe wird beispielsweise der Nachweis verstanden, daß das entsprechende Material (wobei sich dies auf jede organische Komponente im Werkstoff bis zu einem Massenanteil von 1 Gew -% bezieht) innerhalb von 6 Monaten zu mindestens 60 Gew -% in C02 und/oder Biomasse umgewandelt wird Eine entsprechende DIN ist in Vorbereitung
Zur Herstellung von oleochemischen Thermoplasten sind die folgenden Verbindungskiassen ganz besonders geeignet
(a) Fettsauren und deren Derivate
(b) Dicarbonsauren und deren Derivate
(c) Dimerfettsauren und deren Derivate
(d) Polyole und deren Derivate
Bei den Fettsauren (a) handelt es sich um ungesättigte Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
R1-CO-OH (I)
wobei R1 für einen verzweigten oder unverzweigten olefinisch ungesättigten Alkylrest mit 7 bis 23 C-Atomen und 1 bis 3 Doppelbindungen steht Beispiele für bevorzugte, unverzweigte ein- und mehrfach ungesättigte Fettsauren sind die 10-Undecensaure, Laurolein-, Myπstolein-, Palmitolein-, Petroselin-, Petroseladein-, Öl-, Eladm-, Ricinol-, Linol-, Linolen-, Linolaidin- Gadolem-, Arachidon-, Eruca-, Brassidin- und Clupanodonsaure
Neben den Monocarbonsaure der Formel (I) können auch deren Derivate, insbesondere deren Ester mit Ci bis C4-Alkoholen, also Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol, zur Herstellung der erfindungsgemaßen Thermoplaste verwendet werden Weiterhin sind solche Monomeren (a) geeignet, die durch En-Reaktion oder Diels-Alder-Reaktion von ungesättigten Anhydriden an isolierte und/oder konjugierte Doppelbindungen mit olefinisch ungesättigten Cι2 2 -Fettsauren hergestellt werden
Weiterhin sind Saureanhydπde geeignet, wie Maleinsaureanhydrid, Bersteinsaureanhydrid, Citraconsaureanhydrid, Itakonsaureaπhydnd, Phthalsaureanhydπd, Trimellitsaureanhydrid, 4-Cyclohexan-1 ,2-dιcarbonsaureanhydrιd und Naphtalιn-1 ,8-dιcarbonsaureanhydrιd, Nadinsaureanhydπd oder deren Mischungen
Als weitere Klasse (b) von Monomerbausteinen für die Herstellung der Thermoplaste sind Dicarbonsauren zu nennen Dabei handelt es sich um Verbindungen der allgemeinen Formel
(N)
HO-OC-R2-CO-OH (II)
wobei R2 für einen gesattigten oder ungesättigten zweiwertigen Alkyl- oder Hydroxylalkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen steht Besonders bevorzugt sind aliphatische Dicarbonsauren mit 2 bis 18 C-Atomen im Molekül Beispiele für derartige bevorzugte aliphatische α,ω- Dicarbonsauren sind die Oxal-, Malon-, Bernstein-, Glutar-Adipin-, Pimelin-, Kork-, Subeπn-, Azelain- Sebacin-, Undecandi-, Dodecandi-, Brassyl- und Tetradecansaure Ungesättigte Dicarbonsauren sind beispielsweise die Maiein-, Fumar-, Citracon- oder Mesaconsaure Besonders vorteilhafte Thermoplasten enthalten als Monomerbaustein Azelainsaure Als Derivate der Dicarbonsaure eignen sich insbesondere die Hydroxycarbonsauren, wie die Glykol-, Milch-, Mandel-, Tartron-, Apfel-, Wein- oder Zitronensaure, wobei Glykol-, Milch- und Weinsaure besonders bevorzugt sind
Als dritte Klasse oleochemischer Grundstoffe sind Dimerfettsauren (c) geeignet Die O gomerisierung von ungesättigten Fettsauren stellt eine bekannte elektrocychsche Reaktion dar, über die in Ubersichtsartikeln beispielsweise von A Behr in Fat Sei Technol 93, 340 (1991 ), G Spiteller in Fat Sei Technol 94, 41 (1992) oder P Daute et al in Fat Sei Technol 95, 91 (1993) berichtet wird Bei der Oligomeπsierung treten durchschnittlich zwei bis drei Fettsauren zusammen und bilden Dimere bzw Tnmere, die überwiegend cycloaliphatische Strukturen aufweisen Neben der Fraktion der Dimeren und Trimeren wird eine sogenannte Monomerfraktion erhalten, in der sich nicht umgesetzte Ausgangsstoffe und verzweigte Monomere befinden, die im Verlauf der Reaktion durch Isomeπsierung entstanden sind Daneben gibt es selbstverständlich auch eine Fraktion höherer Oligomeren, die jedoch in der Regel nicht von größerer Bedeutung ist Die Ohgomerisierung kann thermisch oder in Gegenwart von Edelmetallkataiysatoren durchgeführt werden Vorzugsweise erfolgt die Reaktion in Gegenwart von Tonerden wie beispielsweise Montmorillonit [vgl. Fette, Seifen, Anstrichmitt. 72, 667 (1970)]. Die Regelung des Gehaltes an Dimeren und Trimeren bzw. der Umfang der Monomerfraktion kann durch die Reaktionsbedingungen gesteuert werden. Technische Gemische können schließlich auch destillativ aufgereinigt werden.
Als Ausgangsstoffe für die öligomerisierung kommen technische ungesättigte Fettsäuren mit 12 bis 22, vorzugsweise 16 bis 18, Kohlenstoffatomen in Betracht. Typische Beispiele sind Palmoleinsäure, Ölsäure, Elaidylsäure, Petroselinylsäure, Linolsäure, Linolensäure, Konjuen- fettsäure, Elaeostearinsäure, Ricinolsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure sowie deren technische Gemische mit gesättigten Fettsäuren. Typische Beispiele für geeignete technische Gemische sind ungehärtete Spaltfettsäuren natürlicher Triglyceride mit lodzahlen im Bereich von 40 bis 140, wie etwa Palmfettsäure, Taigfettsäure, Rübölfettsäurem, Sonnenblumenfettsäure und dergleichen. Bevorzugt sind Spaltfettsäuren mit einem hohen Gehalt an Ölsäure. Neben den Fettsäuren können auch deren Ester, vorzugsweise Methylester in an sich bekannter Weise dimerisiert werden.
Dimerfettsauren, die im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt sind, werden durch öligomerisierung von technischer Ölsäure erhalten und weisen vorzugsweise einen Dimergehalt von 50 bis 99 Gew.-% sowie einen Polymergehalt (inklusive Trimergehalt) von 1 bis 50 Gew.-% auf. Der Gehalt an Monomeren kann 1 bis 15 Gew.-% betragen und falls erforderlich durch Destillation erniedrigt werden. Insbesondere bevorzugt werden Dimerfettsauren, die durch Öligomerisierung von technischer Ölsäure erhalten werden und einen Dimergehalt von 70 bis 85 Gew.%, einen Polymergehalt von 10 bis 20 Gew.% und einen Monomergehalt von 5 bis 15 Gew.% aufweisen. Die Gew.% sind dabei auf die Gesamtmenge an Dimerfettsäure bezogen.
Neben den Dimerfettsauren können auch deren Derivate, insbesondere Dimerdiamine zur Herstellung der erfindungsgemäßen Thermoplaste verwendet werden. Es handelt sich dabei um aminisehe Fettstoffe auf der Basis von Dimer- und/oder Trimer-Säuren, die mit niedermolekularen Polyaminen umgesetzt wurden. Weiterhin können als Derivate der Dimerfettsauren die Dimerdiole eingesetzt werden, wie sie beispielsweise unter dem Handelsnamen Sovermol® 908 von der Anmelderin vertrieben werden.
Als letzte Klasse geeigneter Monomere sind die Polyole und deren Derivate (d) zu nennen. Es handelt sich dabei um Verbindungen mit mindestens zwei C-Atomen und zwei Hydroxylgruppen im Molekül. Geeignete Polyole sind das Glykol, Glycerin und Glycennmono-, di und -trifettsaureester, insbesondere Glyceππmonoester mit C8-C2 Fettsauren, sowie deren Di- und Polymeren, insbesondere Polyglyceπne Als Polyglyceπne kommen gemäß der DE-A-36 36 086 Diglyceπn, Tπglyceπn sowie lineares oder verzweigtes Tetraglycenn als auch technische Polyglyceπngemische, wie sie durch Kondensation von Glycenn bei erhöhter Temperatur und vermindertem Druck in Gegenwart alkalischer Katalysatoren unter Luftabschluß und anschließender Entfernung des Katalysators mit Hilfe von Ionenaustauscher hergestellt werden, in Betracht Bei den technischen Polyglycenngemischen sind neben einem gewissen Anteil an nicht-kondensiertem Glycenn praktisch alle Ohgomeren bis zu dem über die Reaktionsbedingungen eingestellten durchschnittlichen Polymerisationsgrad vertreten Bevorzugte Polyglyceπne sind im Sinne der Erfindung solche, die die Glycerinohgomeren vom Diglyceπn bis zum Heptaglyceπn und daneben bis zu 20 Gew -% monomeres Glycenn enthalten und vorzugsweise Hydroxyl- zahlen im Bereich von 900 bis 1 200 aufweisen
Die Herstellung der Matπxmateriahen erfolgt in an sich bekannter Weise durch Polymerisation der Momomeren Dabei können sowohl Homopolymere, als auch Co- oder Terpolymere verwendet werden Bevorzugt sind Matnxmateriahen auf Basis von rein oleochemischen Monomeren Es ist aber auch möglich andere Monomere, wie aliphatische Diamine einzukondensieren Es handelt sich dabei um bekannte Alkyldeπvate, mit 4 bis 22 C-Atomen, die endstandig zwei Aminogruppen -NH2 im Molekül aufweisen Beispiele für geeignet Diamine sind das Ethylendiamin oder das 1 ,2-Dιamιnopropan, 1 ,3-Dιamιnopropan, 1 ,6 Diammohexan, 1 ,8-Dιamιnooctan, 1 ,9-Dιamιnononan oder 1 ,12-Dιamιnododecan Auch aromatische Diamine, zum Beispiel 4,4-Dιamιnodιphenylbutan oder Diaminobenzen sind geeignet
Die in den erfindungsgemaßen Verbundwerkstoffen enthaltenen thermoplastischen Matnxmateriahen bestehen im wesentlichen, d h zu mindestens 50 Gew -% aus Monomeren (a) bis (c) Je nach gewählten Monomeren werden Polyester, Polyamide oder Polyesteramide gebildet Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden ausdrücklich auch thermoplastische Matπxmateπalien auf Basis von Polycarbonaten umfaßt Die Polycarbonate stellen Polyester dar, die vorzugsweise! durch Umsetzung von Phosgen mit oleochemisch basierten Dimeralkoholen, Fettsauremonoglyceπden oder Ricinolfettsaure- ethylenglykoldiestem gebildet werden können
Die Matnxmateriahen können bis zu 100 Gew -% aus diesen Monomeren aufgebaut sein Es können jedoch auch andere Monomeren als (a) bis (d) einkondensiert werden, wobei deren Anteil dann weniger als 50 Gew -% betragt, vorzugsweise hegt er im Bereich von 5 bis 40 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von 10 bis 30 Gew.-%. Insbesondere bevorzugt sind solche thermoplastischen Matrixmaterialien, die überwiegend oder vollständig durch Kondensation von Dimerfettsauren bzw. -derivaten (c) mit Dicarbonsauren bzw. deren Derivaten (b) erhalten werden. Weiterhin bevorzugt sind Thermoplaste die überwiegend oder vollständig aus Dicarbonsauren (Monomeren der Gruppe (b)) und Polyolen, insbesondere Ethylenglykol (Monomeren der Gruppe (d)) aufgebaut sind.
Den Verbundwerkstoffen können weitere Hilfsstoffe zugesetzt werden, hierzu gehören Flammschutzmittel, Farbpigmente, UV-Absorber sowie organische und/oder anorganische Füllstoffe.
Obwohl die vorgenannten oleochemischen Thermoplasten auch mit synthetischen Fasern wie Glasfasern, Kohlenstoffasem, Metallfasern und dgl. zu Faserverbundwerkstoffen verarbeitet werden können, werden erfindungsgemäß vorzugsweise Naturfasern eingesetzt. Dabei können diese Naturfasern in Form von Kurzfasern, Garnen, Rovings oder vorzugsweise textile Flächengebilde in Form von Vliesen, Nadelvlies, Wirrvliesen, Geweben, Gelegen oder Gewirken vorliegen. Es können cellulosehaltige Fasern wie Flachs-, Hanf-, Stroh-, Holzwolle-, Sisal-, Jute-, Kokos-, Ramie-, Bambus-, Bast- oder Baumwollfasern oder Wollfasern, Tierhaare bzw. Fasern auf Basis von Chitin/Chitosan sowie Kombinationen aus den oben genannten Fasern eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Faserverbundwerkstoffe können dabei nach allen bekannten Herstellungstechnologien zu Formkörpern verarbeitet werden. Allen diesen bekannten Herstellungstechnoiogien von Formkörpern ist gemeinsam, daß die Ausgangswerkstoffe Faser und Matrix zu einer Formmasse zusammengeführt werden, welche auf, in oder zwischen festen Formwerkzeugen zu einem Verbund erstarrt. Dabei wird der Faser- Ausgangswerkstoff in eine aufgeschmolzene Matrixmasse des Thermoplasten eingebracht und durch einen Verdichtuπgsvorgang völlig mit diesem benetzt und umhüllt. Die Art des einzubringenden Fasermaterials bestimmt daher maßgeblich das zu verwendende Herstellungsverfahren. So kann z. B. kein Verstärkungsmaterial in Form von Gewebe in einem Extrusionsverfahren eingesetzt werden. Kurzfasern eignen sich hingegen sehr gut für Extrusionsverfahren oder Spritzapplikationen von Matrix/Fasergemischen. Die Wahl des geeigneten Matrixwerkstoffes wiederum richtet sich nach der Faserart, dem Faservorprodukt und nicht zuletzt nach der Abbindegeschwindigkeit und der Flächengröße. Die Durchtränkung der Faser und der Härtezyklus der Matrix bestimmen sowohl die Oualität des Verbundes als auch die Verbindung der Schichten untereinander, insbesondere die der interlaminaren Festigkeit. Als erfindungsgemäß einsetzbare Herstelltechnologien seien beispielhaft genannt das Pultrusionsverfahren, Fertigung nach der Wickeltechnik, Preßtechnik, Vakuumtechnik, differential pressure-resin transfer moulding (DP-RTM), resin transfer moulding (RTM), prepreg-Technik.
Beispiele
Herstellung der Thermoplasten. Zur Aufarbeitung wurde jeweils das Reaktionsprodukt ausgegossen und nach dem Erkalten gebrochen.
1. 325g Dimerfettsäure (Empol® 1061) wurden mit 107,2 g Azelainsäure und 132,2 g 1 ,6- Diaminohexan unter Stickstoffatmosphäre bei 180 °C fünf Stunden in einem Stahldoppelmanteireaktor zur Reaktion gebracht. Das entstehende Wasser wurde abdestilliert.
2. 325g Dimerfettsäure (Empol® 1061) wurden mit 107,2 g Azelainsäure und 644,5 g Dimerdiamin (Versamine 552) unter Stickstoffatmosphäre bei 180 °C fünf Stunden in einem Stahldoppelmanteireaktor zur Reaktion gebracht. Das entstehende Wasser wurde abdestilliert.
3. 157,5 g Azelainsäuredimethylester und 520,7 g Dimerdiamin (Versamine® 552) wurden mit 3,5 g Natriummethylat unter Stickstoffatmosphäre bei 200 °C sieben Stunden in einem Stahldoppelmanteireaktor zur Reaktion gebracht. Das entstehende Methanol wurde kontinuierlich abdestilliert.
4. 157,7 g Azelainsäuredimethylester und 537,3 g Dimerdiamin (Versamine® 552) wurden mit 3,5 g Natriummethylat unter Stickstoffatmosphäre bei 200 °C sieben Stunden in einem Stahldoppelmanteireaktor zur Reaktion gebracht. Das entstehende Methanol wurde kontinuierlich abdestilliert.
5. 367 g Azelainsäure wurden mit 180,2 g Ethylenglykol und 5,57 g Methansulfonsäure unter Stickstoffatmosphäre bei 200 °C 24 Stunden in einem Stahldoppelmanteireaktor zur Reaktion gebracht. Das entstehende Wasser wurde bei 10 mbar Druck kontinuierlich abdestilliert.
Aus den Thermoplasten gemäß Beispielen 1 , 2 und 4 wurden jeweils Verbundwerkstoffe hergestellt, indem in die weichen Thermoplasten bei 200 °C Wirrvliese aus Flachs mit der Masse 200 g/m2 eingeschlossen wurden und das Material anschließend verpresst wurde.
Kennzahlen für diese Verbundwerkstoffe (Zugfestigkeit und Dehnung nach DIN 53455) sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Zum Vergleich wurden die Werte für nichterfindungsgemäße Verbundstoffe auf Basis Polyamid gegenübergestellt.
Die erfindungsgemäßen Verbundstoffe weisen homogen verklebte Flachsschichten auf und zeigen eine gegenüber den Vergleichsbeispielen verbesserte Werte für die Zugfestigkeit auf. Tabelle 1
Figure imgf000013_0001

Claims

Patentansprüche
1. Faserverbundwerkstoff auf der Basis von Naturfasern und einem Matrixmaterial, das oleochemische Thermoplaste mit einem Schmelzpunkt von weniger als 200 °C enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die oleochemischen Thermoplaste im wesentlichen aus Polyestern, Polyamiden und/oder Polyesteramiden auf Basis nachwachsender Rohstoffe aufgebaut sind.
2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoplaste durch Umsetzung von Monomeren, ausgewählt aus den Gruppen
(a) olefinisch ungesättigter Fettsäuren und deren Derivate,
(b) Dicarbonsauren und deren Derivate
(c) Dimerfettsauren und deren Derivate,
(d) Polyole und deren Derivate
hergestellt werden.
3. Verbundwerkstoff nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Monomeren (b) ausgewählt sind aus der Gruppe Oxal-, Malon-, Bernstein-, Glutar- Adipin-, Pimelin-, Kork-, Suberin-, Azelain- Sebacin-, Undecandi-, Dodecandi-, Brassyl-, Tetradecan-, Malein-, Fumar-, Citracon- oder Mesaconsäure.
4. Verbundwerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Monomeren (a) hergestellt werden durch En-Reaktion oder Diels-Alder-Reaktion von ungesättigten Anhydriden an isolierte und/oder konjugierte Doppelbindungen mit olefinisch ungesättigten C12.24 -Fettsäuren.
5. Verbundwerkstoffe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäureanhydride aus der Gruppe Maleinsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Citra- consäureanhydrid, Itakonsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Trimellitsäureanhydrid, 4- Cyclohexan-1 ,2-dicarbonsäureanhydrid und Naphtalin-1 ,8-dicarbonsäureanhydrid, Nadinsäureanhydrid oder deren Mischungen ausgewählt werden.
6. Verbundwerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Monomeren (c) aus der Gruppe der Dimerfettsauren und Dimeraminen ausgewählt werden. Verbundwerkstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Monomeren (d) ausgewählt sind aus der Gruppe der Triglycende, Diglyceπde, Polyglyceπde oder deren Mischungen
Verbundwerkstoff nach den Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Matrixmaterial zu 100 Gew -% aus Monomeren (a) bis (d) hergestellt wird
Verbundwerkstoff nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Matrixmateπal überwiegend oder vollständig aus Monomeren (b) und
(c) hergestellt wurde
Verbundwerkstoff nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Matrixmaterial überwiegend oder vollständig aus Monomeren (b) und
(d) hergestellt wurde
Verbundwerkstoffe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Naturfasern, Kurzfasern, textile Flachengebilde in Form von Vliesen, Nadelvhes, Wirrvliesen, Geweben oder Gewirken auf der Basis von Flachs-, Hanf-, Stroh-, Holzwolle-, Sisal-, Jute-, Kokos-, Ramie-, Bambus-, Bast-, Baumwoll- oder Wollfasern, Tierhaaren oder Fasern auf Basis von Chitin/Chitosan oder deren Kombination verwendet werden
Verwendung der Verbundwerkstoffe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Bauteilen für den Fahrzeugbau, den Flugzeugbau, die Bauindustrie, den Fensterbau, die Möbelindustrie, die Elektroindustrie, Sportgerate, Spielzeuge, den Maschinen- und Apparatebau, die Verpackungsindustrie, die Landwirtschaft oder die Sicherheitstechnik
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