Leinenarten & Leineneigenschaften

Für Lenk-Drachen

Spectra

• Polyethylen (Kurzzeichen PE, veraltet Polyäthylen, gelegentlich auch Polyethen genannt)
• durch Polymerisation von Ethen [CH2 = CH2]
• teilkristalliner, thermoplastischer Kunststoff.
• Es gehört zur Gruppe der Polyolefine.

Bekannte Handelsnamen sind:

• Alathon,
• Dyneema,
• Hostalen,
• Lupolen,
• Spectra,
• Trolen,
• Vestolen.

Dyneema
Dyneema ist eine vom niederländischen Chemiekonzern DSM entwickelte Kunststofffaser.

Eigenschaften:

• hochfeste Polyethylen-Faser, die bei gleichem Gewicht bis zu 15 mal zugfester ist als Stahl (25003000 N/mm²)
• 40 % fester als Aramid
• Dichte von 0,95097 g/cm³ etwas leichter als Wasser und schwimmt daher.
• Faser ist sehr lange haltbar
• hohe Beständigkeit gegen Abrieb, Feuchtigkeit, UV-Strahlen, Chemikalien, Salzwasser

Verwendet wird Dyneema auch unter anderem zur Herstellung von Angelschnüren, Fischernetzen, Bandschlingen, kugelsicheren Schutzwesten, Handschuhen, Snowboards und diverser Hilfsmittel im Bereich Klettersport. Besonders als Leinenmaterial im Wassersport da ohne Dehnung und unempfindlich gegen Salzwasser sowie für Gleitschirme und Drachen wird Dyneema häufig eingesetzt, teilweise ummantelt, um die Scheuerfestigkeit zu erhöhen.
Ein weiterer Einsatzbereich im Flugzeugbau ist die Armierung von Cockpittüren, damit werden diese schusssicher gemacht.

Kevlar manchmal auch für Einleiner

Aramidfasern sind goldgelbe organische Kunstfasern aus aromatischen Polyamiden. Als Aramide oder aromatische Polyamide (Polyaramide) werden nicht Polyamide mit aromatischen Gruppen in der Hauptkette per se bezeichnet, sondern, nach einer Definition der U.S. Federal Trade Commission, nur solche langkettigen synthetischen Polyamide, bei denen mindestens 85% der Amidgruppen direkt an zwei aromatische Ringe gebunden sind.
Die Fasern wurden 1965 von DuPont entwickelt und unter dem Markennamen Kevlar zur Marktreife gebracht.

Die Fasern zeichnen sich durch

• sehr hohe Festigkeit,
• hohe Schlagzähigkeit,
• hohe Bruchdehnung,
• gute Schwingungsdämpfung sowie
• Beständigkeit gegenüber Säuren und Laugen
• sehr hitze- und feuerbeständig (schmelzen bei hohen Temperaturen nicht, sondern beginnen ab etwa 400° C zu verkohlen- Kevlar und Twaron halten Temperaturen über 370°C problemlos aus.
• negativer Wärmeausdehnungskoeffizienten, werden also bei Erwärmung kürzer (auch andere Kunststofffasern)
• ihre spezifische Festigkeit und ihrem E-Modul deutlich niedriger als andere Kunststofffasern
• Eigenschaft der Feuchtigkeitsaufnahme je nach Lagerung bis zu 7% Feuchtigkeitsaufnahme. Fasern mit einem zu hohen Feuchtigkeitsgehalt können getrocknet werden. I
• schlechte UV-Beständigkeit(Sonnenlicht)à bronzebrauner Farbton ein bis zu 75%igen Festigkeitverlust
• Gegenüber von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen sind die Eigenschaften unter Druckbelastung deutlich geringer

Bekannte Markennamen für Aramidfasern sind

• von DuPont
  
  
  • Nomex (meta-Aramid)
  • Kevlar(para-Aramid)
• von Teijin
  
  
  • Teijinconex (meta-Aramid)
  • Twaron (para-Aramid)
  • Technora (para-Aramid)

Anwendungen
Die bekanntesten Anwendungen für para-Aramidfasern sind im Sicherheitsbereich zu finden (Splitterschutz- und schusssichere Westen, Schutzhelme, Panzerungen für Fahrzeuge, Schnittschutzhandschuhe). Sie werden jedoch auch als Asbestersatz in Bremsbelägen und Dichtungen sowie als Verstärkungsmaterial z. B. für Glasfaserkabel oder Gummimaterialien eingesetzt. In diesen Bereichen werden vor allem die mechanischen Eigenschaften der Fasern Kevlar und Twaron genutzt. Für Reibbeläge, Hitzeschutz und Dichtungen als Asbestersatz wurden grundlegende Arbeiten im Jahr 1985 in einem vom deutschen Forschungsministerium Projekt über Aramid bei der ENKA AG unter Leitung von Karlheinz Hillermeier Entwicklungen durchgeführt, die zu einem entscheidenden Durchbruch führten.

Die meta-Aramidfasern Nomex oder Teijinconex werden speziell für den Brandschutz eingesetzt. Sie ist in feuersicherer Bekleidung (etwa Schutzanzüge bei Feuerwehren, Rennfahrerkombi, ...) bekannt geworden. Eine weitere Anwendung für meta-Aramid ist die Verarbeitung zu einem Werkstoff für Sandwichwabenkerne, so genannte Honeycombs aus Nomex-Papier, in der Faserverbundtechnologie.

Auch bei Sportgeräten werden Aramidfasern wegen ihrer Reißfestigkeit oft verwendet, so z. B. für die Fangleinen bei Gleitschirmen, für Segel von Segelbooten und Surfbrettern oder als Saiten für Tennisschläger.

Verarbeitung:
Zum Schneiden von Aramidfasern sind spezielle mikroverzahnte Schneidwerkzeuge notwendig. Auch die mechanische Bearbeitung fertiger Faserverbundbauteile erfolgt mit hochwertigen Bearbeitungswerkzeugen oder durch Wasserstrahlschneiden.
Bei der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen kommen vor allem Epoxidharze zur Anwendung. Chemische Haftvermittler sind nicht bekannt.

Für Einleiner Drachen
Polyester
Polyester sind Polymere mit Esterbindungen -[-CO-O-]- in ihrer Hauptkette. Zwar kommen auch in der Natur Polyester vor (natürliche Polyester sind seit etwa um 1830 bekannt) doch heute versteht man unter Polyester eher die große Familie synthetischer Polymere (Kunststoffe), zu denen die viel verwendeten Polycarbonate und vor allem das Polyethylenterephthalat PET gehören. PET ist eines der wichtigsten thermoplastischen Polyester.
Das erste synthetische Polyester Glycerinphthalat wurde im Ersten Weltkrieg als Imprägnierungsmittel verwendet.
Ein Polyester kann mit p=25% null Carbonylgruppen, mit p=50% eine Carbonylgruppe und mit p=25% zwei Carbonylgruppen besitzen. Daraus folgt ein Erwartungswert für die Anzahl der Carbonylgruppen von 1. Das ist relevant für die Ermittlung der mittleren molaren Masse durch Endgruppenbestimmung.

Anwendungen

• Fasern (auch Mikrofasern) für Textilien und Vliesstoffe
• Flaschen
• Folien
• Filme (neben Cellulosetriacetat ist Polyester das wichtigste Trägermaterial)
• Flüssigkristallbildschirme (LCD) beispielsweise aus Vectra® (Hoechst Celanese) oder Kevlar® (Dupont)
• Tennissaiten
• Faserverbundwerkstoffe

Kurzbezeichnungen:

• PEs Polyester (Gruppenbezeichnung)
• PBT Polybutylenterephthalat
• PC Polycarbonat
• PET Polyethylenterephthalat
• PEN Polyethylennaphthenoat

Synthese:

Allgemein erfolgt die Polyestersynthese in einer Polykondensationsreaktion: Azeotrope Veresterung. In dieser klassischen (Labor)-Methode reagieren ein Alkohol und eine Carbonsäure zu einem Carbonsäure-Ester. Um ein Polymer darzustellen, muss das bei der Reaktion entstehende Wasser ständig durch azeotrope Destillation entfernt werden.

Alkoholische Umesterung: Ein Diol wird in der Schmelze am Katalysatorkontakt mit einem Dicarbonsäureester umgesetzt. In dieser Weise werden die Massenkunststoffe Polybutylenterephthalat (PBT) und Polyethylenterephthalat (PET) hergestellt.

Acylierung (HCl-Methode): Die Säure liegt als Säurechlorid vor, die Polykondensation geschieht so unter Abspaltung von Salzsäure (HCl) anstelle von Wasser (H₂O). Diese Methode kann in Lösungsmittel, als Interphase- oder als Schmelzreaktion erfolgen.

Silylmethode: In dieser Variante der Salzsäuremethode wird das Carbonsäurechlorid mit dem Trimethylsilylether der Alkoholkomponente umgesetzt; es wird Trimethylsilylchlorid abgespalten.

Acetatmethode (Umesterung): In dieser nur für phenolische Hydroxygruppen geeigneten Methode reagiert die freie Säure mit der bereits mit Essigsäure veresterten Alkoholkomponente. Bei der Kondensation entsteht wieder freie Essigsäure, die nicht so einfach wie Wasser oder Salzsäure zu entfernen ist, wodurch der pH-Wert sinkt, und es häufig zu sauren Nebenreaktionen kommt.

Silylacetatmethode: In dieser Variante der Acetatmethode wird nicht die freie Carbonsäure, sondern deren Trimethylsilylester verwendet. Es entsteht der Essigsäuretrimethylsilylester, der nicht sauer ist.

Ringöffnende Polymerisation: Aus Lactonen können anionisch, kationisch oder metallorganisch katalysiert ohne Kondensationsreaktion unter sehr milden Bedingungen aliphatische Polyester hergestellt werden.