Eigenverstärkte Polypropylen-Verbundwerkstoffe - Reinforced Polypropylene Composite Materials

Polyethylen und (isotaktisches) Polypropylen werden schon seit langer Zeit in der Orthopädietechnik eingesetzt. Die Gründe dafür sind u. a. ihre einfache Verarbeitbarkeit – sie sind thermoformbar –, ihr geringes Gewicht und die niedrigen Materialkosten. Ein wesentlicher Nachteil dieser Materialien ist jedoch ihre geringe Steifigkeit. Für strukturelle Anwendungen, in denen es auf eine hohe mechanische Stabilität bei einer geringen Wanddicke ankommt, sind Polyethylen und Polypropylen als solches daher nicht geeignet. Stattdessen werden für diese Anwendungen faserverstärkte Verbundmaterialien (z. B. Kohlefasern in einer Epoxidmatrix) verwendet, die allerdings sehr verarbeitungs- und kostenintensiv sind. In diesem Beitrag wird ein innovatives Materialkonzept vorgestellt, das die oben genannten Vorteile von Polyethylen und Polypropylen bietet, darüber hinaus aber auch eine hohe mechanische Stabilität des Endproduktes gewährleistet. Es handelt sich dabei um eigenverstärkte Polypropylen- Verbundwerkstoffe, in denen eine Matrix aus Polypropylen (gegebenenfalls auch Polyethylen) durch hochverstreckte Polypropylenbändchen verstärkt wird. Die technologischen Schritte werden erläutert, die notwendig sind, um solche Materialien herzustellen. Außerdem werden einige relevante Materialeigenschaften vorgestellt und auf mögliche Anwendungsbereiche dieser neuartigen Verbundwerkstoffe in der Orthopädie- Technik eingegangen.