Fiberglas - Glasfasern - glasfaserverstärkte Kunststoffe

Materialbeschreibung, Definition und Abgrenzung

Fiberglas leitet sich vom amerikanischen Wort "fiberglass" (britisch: fibreglass) für Glasfaser ab. Dabei handelte es sich eigentlich um einen Markennamen. 1938 entwickelte der US-Amerikaner Russell Games Slayter diese besonders feine Art von Glaswolle. Die Owens-Illinois Glass Company in Ohio ließ sich seine Entdeckung samt Namen patentieren und feierte Dr. Slayter als den "Father of Fiberglass". Bis heute ist Owens-Illinois Inc. der weltgrößte Hersteller von Glasfasern. Glasfasern sind im Grunde nichts anderes als hauchfeine Glasfäden. Lange Zeit wurden sie im sogenannten Stababziehverfahren von Hand aus der Glasschmelze gezogen.

Glasfaserverstärkte Kunststoffe (kurz GFKs) zählen zu den Verbundwerkstoffen. Ihre Matrix besteht aus Polymeren. Diese können Duroplaste oder Thermoplaste sein. Duroplaste sind selbst glasartig und lassen sich nach dem Aushärten nicht mehr verformen. Sie werden aus Epoxidharzen, ungesättigten Polyesterharzen sowie Phenol- und Furanharzen hergestellt. Thermoplasten enthalten Polyamide, Polycarbonate, Polyacetate, Polyphenyloxide/-sulfide sowie Polypropylene und Styrol-Copolymere. Im Gegensatz zu den Duroplasten sind sie in einem bestimmten Temperaturbereich verformbar und lassen sich schweißen. Die Verstärkung der polymeren Matrixsysteme erfolgt durch Glasfasern in Form von Fäden, Garnen, Vliesen, Geweben, Matten oder sogenannte Rovings (Glasseidenstränge). Neben den GFKs gibt es noch weitere Faserverbundwerkstoffe. So dienen Glasfasern auch als Beimischung für Beton und Feinbeton.

Eine entscheidende Rolle bei der Produktion der GFKs spielen Haftvermittler. Denn Glasfasern können nur dann ihre volle Wirksamkeit als Hochleistungsverstärkungsstoffe entfalten, wenn sie fest in der polymeren Matrix verankert sind. Dazu werden sie mit dem Haftvermittler imprägniert, der zumeist auf einer Siliziumwasserstoff-Verbindung (Silan) basiert. Ebenso wie die Polymermatrix der Duroplaste enthalten diese Silane Epoxygruppen, die für eine bessere Haftung der Glasfasern sorgen.

Umgangssprachlich werden die Duroplaste selbst häufig als Epoxidharze oder Epoxyharze bezeichnet. Streng genommen ist Epoxidharz jedoch nur ein Ausgangsstoff bei der Herstellung dieser Kunststoffe und ihrer Weiterverarbeitung zu GFKs. Von großer Bedeutung für die spätere Festigkeit ist die jeweilige Epoxygruppe mit der Basis Ethylenoxid. Epoxidharze besitzen davon mindestens zwei pro Molekül. Der überwiegende Teil (85%) der Epoxidharze wird aus Bisphenolen und Epichlorhydrin hergestellt. Die Vernetzung erfolgt mit Hilfe von Polyaminen, Polyamiden, Polyalkoholen, Polyphenolen oder Polycarbonsäuren bzw. deren Anhydriden als Härter.

Herstellung und Eigenschaften von Glasfasern

1896 stellte die Thüringer Glas-Wolle KG erstmals spinnbare Glasfäden maschinell her. Diese Technik wurde rund 40 Jahre später als Stabtrommelabziehverfahren perfektioniert und patentiert. Bis heute dient das Trommelziehverfahren zur Herstellung von Glasstapelfasern. Für die Produktion von Glasfilamenten setzte sich dagegen das Düsenziehverfahren durch. Dabei lassen sich hauchdünne Fäden von weniger als 3 Mikrometern spinnen. Zum Vergleich: eine Stärke von 100-300 Mikrometern gilt bei Glasfasern schon als "dick". Der Begriff "Glasfilamente" bezeichnet Endlosfäden, während Glasstapelfasern eine begrenzte Länge aufweisen. Beim sogenannten Roving fasst man eine bestimmte Anzahl von Spinnfäden ohne sie zu verdrehen zum Strang zusammen. Je nach Verwendungszweck werden die Fasern aus verschiedenen Glasarten hergestellt. Für Lichtleiterkabel benötigt man ein optisch hochbrechendes Spezialglas, um Absorptionseffekte zu vermeiden. Dazu müssen die Rohstoffe zwar absolut rein sein, doch es braucht keine besonders exquisiten Zutaten. Circa 1,3 kg Quarz und 390 kg Siliziumdioxid reichen für 1 Kilometer Glasfaserkabel. Das Endprodukt ist extrem biegsam, was sich nicht nur bei der Verlegung der Kabel als vorteilhaft erweist.

Auch aus der medizinischen Diagnostik sind Lichtleitfasern nicht mehr wegzudenken. Mit den daraus gefertigten Magensonden oder Endoskopen zur Darmspiegelung kann man quasi um die Ecke sehen. Da diese Glasfasern selbst leuchten, strahlen sie wie Miniaturlampen. In speziellen Kameras kommen Lichtleiterkabel auch in technischen Überwachungssystemen zum Einsatz wie etwa bei der Inspektion von Schornsteinen oder Kanalrohren. Bei der Herstellung von Glasgeweben für die Filtertechnik muss das alkalihaltige Glas laugen- und säurebeständig sein. Zur Verstärkung von Kunststoffen ist hingegen alkaliarmes und wasserbeständiges Borosilicat-Glas besser geeignet. Weniger hoch sind die Anforderungen an Glasfasern für Dämmstoffe. Hier kommen neben Sand, Kalkstein, Soda und Bindemitteln bis zu 70 % Altglas zum Einsatz. Diese Art von Recycling macht Glaswolle zu einem umweltfreundlichen Isoliermaterial. Ob dieses auch gesundheitlich unbedenklich ist, scheint dagegen zweifelhaft. Industriearbeiter müssen Atemschutz und Handschuhe tragen. Das ist auch für Heimwerker empfehlenswert, denn die feinen Fasern sind lungengängig und könnten Krebs erregen.

Anwendung von Glasfasern

Glasfasern sind keine Entwicklung des industriellen Zeitalters. Bereits im alten Ägypten verarbeiteten Kunsthandwerker Glasfäden zu Schmuck. Römer und Venezianer dekorierten Glasgefäße mit den filigranen Fäden. 1830 wurden Glasfasern im Grabtuch für Napoleon I verwoben. Zwölf Jahre später wandte man in Manchester erstmals das Ziehen der Glasfäden mittels Spinndüsen an. 1866 gründete der Franzose Brunfaut die erste Manufaktur für Glasspinnerei in Wien. Er zog hauchdünne Fäden von Glasstäben und verwendete sie für Perücken und Brautschleier. Den Durchbruch erlebten Glasfasern Anfang des 20. Jahrhunderts. Dank ihrer wärmedämmenden Eigenschaften wurde vor allem Glaswolle sehr beliebt. Die meisten Menschen kennen dieses Engels- oder Feenhaar noch als Weihnachtsdeko ihrer Kinderzeit. Fast zweihundert Jahre lang stellte man den filigranen Baumschmuck im Thüringer Wald und Erzgebirge in Handarbeit her. Noch heute führen Glasbläser auf Weihnachtsmärkten gerne vor, wie sie feine Engelslocken aus der Glasschmelze ziehen. Da das Material jedoch wie alle Glasfasern die Haut reizen kann, sollte man feinste Geflechte aus Kupferdraht zu Dekorationszwecken bevorzugen.

In der industriellen Anwendung sind Glasfasern dagegen kaum zu ersetzen. Man kann Garn, Zwirn und Kordeln herstellen oder spezielle Vliesstoffe weben. Tatsächlich werden Glasfasern auch in der Textilindustrie genutzt. Vorhänge und Tapeten aus Glasfaser-Mischgewebe sind schwer entflammbar. Weil Glasfasern nicht brennen, kommen sie natürlich auch in Feuerschutzkleidung und Brandschutzdecken zum Einsatz. Doch nicht nur in diesem Bereich ersetzen sie mittlerweile den krebserregenden Asbest. 1 l Glasfaser enthält nur 40 ml Glas, der größte Teil ist Luft. Da Luft Wärme und Schall sehr schlecht leitet, besitzen Glasfasern ein hervorragendes Isolationsvermögen, das sie für den Einsatz als Dämmstoffe geradezu prädestiniert.

Moderne Telekommunikation und Datenübertragung wären ohne Glasfaserkabel kaum denkbar. Für deren Produktion muss das Glas absolut rein sein. Die Glasfaser besitzt einen Kern aus optisch hochbrechendem Glas als Lichtkanal. Glas von niedrigerer Brechkraft bildet den Mantel, der das Licht vollständig reflektiert. Die eingehenden elektrischen Impulse werden in Lichtwellen umgewandelt. Auf diese Weise lassen sich große Datenmengen, Bilder und Töne in Sekundenbruchteilen übertragen. Das jeweilige Empfangsgerät verwandelt die Lichtsignale zurück in Stromimpulse. Neben solchen Anwendungen in der Hochtechnologie verleihen Glasfasern auch ganz alltäglichen Gebrauchsgegenständen bessere Materialeigenschaften. So sind Angelruten und Regenschirme aus Fiberglas leichter, flexibler und robuster als die Varianten aus Metall.

Herstellungsmethoden für glasfaserverstärkte Kunststoffe

Beim Handauflegeverfahren bestreicht man offene Formen mit dem sogenannten Feinschnitt bestehend aus hochdisperser Kieselsäure und angedicktem Polyesterharz. Sobald die Vernetzung beginnt, wird das Glasgewebe schichtweise eingelegt und mit Harz getränkt. Durch diese Art von Laminieren werden Leichtbauteile für Boote, Autokarosserien, Möbel, Überdachungen und Transportbehälter hergestellt. Beim Faser-Harz-Spritzen erfolgt die Beschichtung maschinell. Die Dreikomponenten-Spritzpistole besitzt eine Düse für Harz und Beschleuniger sowie eine zweite für Harz und Härter. Über die dritte Düse werden die geschnittenen Glasfasern eingebracht. Auch das klassische Spritzgießen ist nur mit Kurzfasern möglich. Beim Injektionsverfahren liegen Glasgewebe oder Glasfasern zwischen Form und Gegenform. Man injiziert das Gießharz mittels Düse unter leichtem Überdruck.

Ein Faseranteil von mehr als 30 % lässt sich durch Pressen in beheizten Werkzeugen erreichen. Dabei wird die Gegenform erhitzt und die Aushärtung der vorimprägnierten Glasmatten erfolgt bei hohen Temperaturen. SMC-Verarbeitung (von "sheet moulding compound") und BMC-Pressverfahren liefern sehr temperaturbeständige Formteile. BMC-Pressmassen (bulk moulding compounds) können anschließend im Spritzgießverfahren weiterverarbeitet werden, was die mechanischen Eigenschaften verbessert und die Oberflächengüte erhöht. Bei den kontinuierlichen Verfahren werden imprägnierte Glasmatten gewalzt oder harzgetränkte Glasfaser-Stränge (Rovings) durch Profildüsen gezogen und warmgehärtet. Der Schleuderguss verdichtet geschnittene und mit Gießharz imprägnierte Rovings in schnell rotierenden Zylindern durch die enorme Fliehkraft. Für die Herstellung von Hohlkörpern kommt das Wickelverfahren mit Hilfe von Tapes zum Einsatz. Dabei werden die harzgetränkten Glasfaserstränge gespannt oder gewickelt. Dadurch erhält man extrem belastbare GFKs mit hohem Glasanteil (60-90%), die für Rohre oder als Spannglieder im Brückenbau zur Anwendung kommen.

Eigenschaften und Einsatzbereiche von GFKs

Durch Verstärkung von Duro- und Thermoplasten mit Glasfasern kann man entweder die Flexibilität, Zug-, Biege- und Druckfestigkeit erhöhen oder Steifigkeit und Härte steigern. Glasfasern vermindern die Kriechneigung und den Materialschwund der Kunststoffe und verbessern ihre Isolationswirkung und Flammfestigkeit. Zudem sind Verbundwerkstoffe formbeständiger bei Temperaturschwankungen, stabiler und leichter. Ihr relativ geringes Gewicht machte glasfaserverstärkte Kunststoffe bald nach ihrer Entdeckung zu einem beliebten Material für den Modellbau. Heute werden GFKs in der Automobilindustrie, im Flugzeug- und Bootsbau eingesetzt. Mit Kurzfasern sind die im Spritzguss produzierten Endprodukte besonders robust. Langfasern braucht man für großflächige Teile zum Beispiel Boote.

Endlosfasern verfügen über beste Materialeigenschaften, was Festigkeit und Schlagzähigkeit anbelangt. Die daraus hergestellten GFKs kommen in der Luft- und Raumfahrtindustrie zur Anwendung. Zudem werden sie für Tanks, Kühltürme und Rotorblätter von Windkraftwerken genutzt. Doch nicht nur im High-Tech-Bereich entfalten glasfaserverstärkte Kunststoffe ihr enormes Potential. Auch aus Küche, Haus und Garten sind Utensilien und Gerätschaften aus GFKs mittlerweile nicht mehr wegzudenken. So erfreuen sich Pflanzkübel und Pflanzgefäße aus glasfaserverstärktem Kunststoff zunehmender Beliebtheit. Schließlich sind sie wesentlich leichter als Tongefäße und robuster als die herkömmlichen Blumenkästen oder Töpfe aus sprödem Plastik.

  • Runder Blumentopf in schwarz

    Blumentopf aus schwarz glasiertem Ton. Er hat eine runde Form und ist in drei Größen erhältlich, auch als Set.

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    Material: Fiberglas / Verwendung: draußen / Farbe: schwarz / Form: rund / Höhe: 21 cm - 34 cm / Durchmesser: 23 cm - 37 cm / Lieferzeit: 2 Wochen
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Pflanzkübel aus Fiberglas

Pflanzkübel aus Fiberglas geben bei der Gestaltung von Gärten oder Terrassen eine ansprechende Optik. Fiberglas ist ein Werkstoff der außerordentlich robust und widerstandsfähig ist. Selbst große Pflanzentröge für das Einpflanzen von üppigen Pflanzen oder Sträuchern können hergestellt werden.

 

Pflanzkübel Fiberglas - kein natürlicher Werkstoff

Die Fiberglas Pflanzkübel bestehen aus Kunststoff, die glasfaserverstärkt wurden. Der daraus entstehende Verbund, der sich aus Kunststoff und Glasfaser zusammensetzt, ist für hohe Beanspruchung gedacht und dazu noch kostengünstig. Er hat eine besondere Bruchdehnung, die im Gegensatz zu anderen Werkstoffen wie etwa Terrakotta nicht so schnell auseinander bricht. Auch starke Wurzeln, wie beispielsweise die der Bambuspflanzen hält der Fiberglas-Pflanzkübel ohne Weiteres aus. Fiberglas Pflanzkübel haben noch einen Vorteil, gerade für die im Garten plaziertern Pflanzgefäße. Die Pflanzkübel zeigen eine gute Isolationseigenschaft auf. Gerade im Winter zeigt sich das.

Für die Kreativen, die ihrem Garten oder ihrer Terrasse einen besonderen Stil geben möchten, sind die Fiberglas Pflanzkübel eine besondere Bereicherung. Das Fiberglas kann in vielerlei Formen gestaltet werden. Eine Bereicherung für Garten, Terrasse und Balkon, sind die Fiberglas Pflanzkübel, die nicht nur bruchsicher, sondern auch verhältnismäßig kostengünstig sind.

Auch Säuren oder Laugen können Fiberglas nichts anhaben. Das führt dazu, dass das Fiberglas einen langsamen Alterungsprozeß hat. Dementsprechend ist das Material lange haltbar und fast unverwüstlich.

 

Was ist denn Fiberglas und was macht es so besonders?

Fiberglas steht für einen glasfaserverstärkten Kunststoff. Das zeigt, dass Fiberglas aus Kunststoff im Verbund mit Glasfasern hergestellt wird. Verschiedene Arten von Kunststoff werden verarbeitet, wie Epocid- oder Polyesterharz. Durch das Einmischen der Glasfasern bekommt das Material seine Festigkeit, die je nach Mischungsverhältnis verschieden sein kann. Die Eigenschaft, dass Fiberglas sich in fast alle Formen pressen kann und es dazu sehr robust ist, ermöglicht ein breites Anwendungsgebiet. Nicht nur in Pflanzkübel findet man es, sondern auch in Badewannen, PKW-Stoßstangen oder Schneeschiebern. Dazu kommt noch die positive Eigenschaft, dass es ein geringes Gewicht hat. Das Material ist nicht nur wetterfest, es ist auch rostfrei. Für das Unterbringen von Pflanzen, die man im Freien belassen kann, ist ein Fiberglas Pflanzkübel genau richtig. Außerdem besteht noch überdurchschnittlich lange Lebigkeit.

 

Die Vielfältigkeit von Pflanzkübel Fiberglas

Pflanzkübel aus Fiberglas, gibt es in verschiedenen Größen und Formen. Von rund bis eckig oder oval, kann man die Pflanzkübel kaufen. Durch die Beweglichkeit, mit der man Fiberglas formen kann, gibt es eigentlich keine Form die nicht entstehen kann. Dabei können die Pflanzkübel auch für den Innenbereich benutzt werden. Aus hochglanzpoliertem Fiberglas entstehen wahre Unikate für den Wohnbereich oder auch für den Garten, Terrasse oder Balkon. Stellt man die Pflanzkübel ins Freie, so sollte ein Ablaufloch gebohrt werden, damit keine Staunässe entstehen kann. Aber nicht nur die Formen sind vielfältig, es gibt Pflanzkübel auch in unterschiedlichen Farben. Natürlich wirkende Pflanzkübel gibt es in Schwarz, Braun oder Grau. Pflanzsäulen oder Pflanztröge, können auch als Raumteiler eingesetzt werden.

 

Pflanzkübel aus Fiberglas mit neuen Strukturen und Oberflächen

Pflanzkübel aus Fiberglas geben eine gute Alternative zu Keramikgefäßen ab. Nicht nur wegen dem leichten Gewicht, sondern auch wegen der Bruchfestigkeit. Hergestellt aus hochwertigem Kunststoff, entstehen viele Variationsmöglichkeiten. Dabei kann Kunststoff ausgesprochen edel oder schick, einfach oder exklusiv sein. Man braucht nicht unbedingt Blattgold oder Blattsilber, die Pflanzkübel gibt es auch in ausgefallenen Farben und Bearbeitungen. Besonders hervorzuheben, sind die besonderen Formen, die bei anderen Materialien nicht möglich wären, wie beispielsweise wellenförmige Linien.

Pflanzkübel Fiberglas können direkt bepflanzt werden. Es empfiehlt sich aber, bei großen Pflanzgefäßen Einsätze zu benutzen. Dadurch spart man Erde, aber letztendlich sollte mit Blick auf die Pflanze die Entscheidung fallen. Besteht mehr Raum für Wurzeln, so entsteht mehr Wuchshöhe und Breite. Nach jahrelangem Gebrauch kann das Material ausbleichen. Pflanzkübel Fiberglas kann dann wieder aufgefrischt werden, mit einer kleinen Dose Acryllack auf Wasserbasis. Dazu wird der Lack mit Wasser bis zur gewünschten Konsistenz verdünnt und mit einem Lappen auf dem Pflanzgefäß verrieben.

Neue Akzente können mit der interessanten Struktur gesetzt werden. Die Pflanzkübel Fiberglas, gestalten im Innenbereich ein modisches und auffallendes Element. Pflanzkübel hinterlassen einen optischen Fixpunkt, der von Besuchern als erstes wahrgenommen wird. Die Pflanzkübel sind so robust, weder ein tagelanger Regen oder Frost, können ihnen etwas anhaben. Die Pflanzkübel bringen dem Besitzer lang anhaltende Freude. Die starke Flexibilität, aus denen Fiberglas Pflanzkübel bestehen, lässt der Kreativität freien Lauf.

Wer einen exklusiven Gestaltungspunkt in seiner Wohnung oder auch im Garten, auf der Terrasse oder auf dem Balkon haben möchte, der entscheidet sich für einen Fiberglas Pflanzkübel.


Zusammenfassung auf einen Blick:


- Pflanzgefäße denen keine Witterung etwas anhaben kann
- Leichtes Gewicht, problemloses Tragen
- unterschiedliche Bepflanzung, mit oder ohne Einsatz