Dyneema

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Kletterausrüstung aus Dyneema

Dyneema ist eine Warenmarke des niederländischen Chemiekonzerns Royal DSM N.V. für eine synthetische Chemiefaser auf der Basis von Polyethylen mit ultrahoher molarer Masse (Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene = UHMW-PE).

Eigenschaften[Bearbeiten]

Die zu den HPPE (High Performance Polyethylene) Fasern gerechnete Dyneema-Faser hat Zugfestigkeitswerte von 3 bis 4 GPa (3000 bis 4000 N/mm²). Diese sehr hohen Festigkeitswerte ergeben sich aus der starken Parallelorientierung der PE-Linearmoleküle, die größer als 95 % ist, und einem Kristallinitätsgrad von bis zu 85 %.[1]

Die feinheitsbezogene Höchstzugkraft (auch als Feinheitsfestigkeit bezeichnet) variiert abhängig vom Fasertyp zwischen 32 cN/dtex und 40 cN/dtex.

Damit ist die Dyneemafaser auf die Masse bezogen 40 % zugfester als Aramidfaser (23 cN/dtex), 60 % stärker als Kohlenstofffaser und Glasfaser (15 cN/dtex), fast fünfmal zugfester als Polyamid, Polyester und Polypropylenfaser (alle zwischen 5 cN/dtex und 8 cN/dtex) sowie bis zu fünfzehnmal zugfester als Stahl (2 cN/dtex).

Von der Dyneemafaser gibt es verschiedene Typen. Die Fasertypen SK60 und SK65 gehören der ersten Generation an. Diese wurden in den 1980er Jahren eingeführt und erreichen eine feinheitsbezogene Zugfestigkeit von 32 cN/dtex. Die Typen SK75, SK76 und SK78 gehören zur zweiten Generation und werden seit den 1990er Jahren nach einem gänzlich neuen Produktionsverfahren hergestellt. Sie sind 15 bis 20 % zugfester als jene der ersten Generation und erreichen zwischen 35 und 40 cN/dtex. Von den genannten Fasertypen existieren verschiedene Titer, ausgedrückt in dtex (Masse in Gramm pro 10.000 Meter). Die feinen Garntiter (dünne Garne) liegen zwischen 25 und 220 dtex. Sie werden für feinste Gewebe, Nähgarne, Angelschnüre und Drachenschnüre eingesetzt. Mittlere Titer (440 dtex , 880 dtex, 1320 dtex) finden Anwendung bei Sicherheitszubehör für Kletterausrüstungen, Hubschrauberseilen, Yachttauen, Fischernetzen und werden zu Segeltuch und Planen verwebt. Die dicken Garne mit Titern von 1500 dtex, 1760 dtex und 2640 dtex finden großen Absatz in schweren Geweben und Tauen für Schiffe, Ölplattformen und Tiefseeinstallationen.

Seildurchmesser Festigkeit Masse
4 mm 1400 daN 1,1 kg/100 m
6 mm 3300 daN 2,8 kg/100 m
8 mm 5800 daN 5,0 kg/100 m

Die Reißlänge von Dyneema beträgt knapp 400 km. Dyneema ist mit einer Dichte von 0,95 bis 0,97 g/cm³ etwas leichter als Wasser und schwimmt. Die Faser ist sehr lange haltbar und hat eine hohe Beständigkeit gegen Abrieb, Feuchtigkeit, UV-Strahlen und Chemikalien.

Der Schmelzpunkt von Dyneema liegt zwischen 144 und 152 °C, die Zugfestigkeit und -steifigkeit von Dyneema lassen mit steigender Temperatur nach. Die Verwendbarkeit wird bis etwa 80 bis 100 °C angegeben. Dagegen steigt die Festigkeit bei Temperaturen unter Raumtemperatur, und bei −30 °C beträgt der Festigkeitszuwachs schon 30 % gegenüber Raumtemperatur. Dyneema ist bis zu −150 °C verwendbar.

Verwendung[Bearbeiten]

Dyneema-Schlinge

Verwendet wird Dyneema unter anderem zur Herstellung von Segelflugzeug-Startwindenseilen, Angelschnüren, Fischernetzen, Bogensehnen, Seilrobotern, Hubschrauber-Außenlast-Transportseile, Bergetausysteme, Betakelung von Segelbooten und Bandschlingen.

Die beschusshemmenden Schutzwesten und Panzerungen von Fahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen aus Komposit von Dyneema gehören zu den dünnsten und leichtesten. Weitere Anwendungen sind Motorradhelme und abriebfeste Motorradjeans mit Dyneema-Fasern.

Bei schnittfester Schutzkleidung werden große Mengen der Faser für Handschuhe und Kettensägenhosen, Brustschutz, Armschutz und T-Shirts eingesetzt. Abnehmer sind die Forst-, Metall-, Glas- und die Fleischverarbeitungsindustrie mit ihrem hohen Bedarf an komfortabler, waschbarer Schutzkleidung.

Bei Freizeit- und Sportartikeln werden Snowboards, Schäkel und diverse Hilfsmittel für den Klettersport aus Dyneema angeboten. Besonders als Leinenmaterial im Wassersport – da ohne Reck und unempfindlich gegen Salzwasser – sowie für Gleitschirme und Drachen und für den Windenstart von Segelflugzeugen wird Dyneema häufig eingesetzt; teilweise mit Polyester (PES) ummantelt, um die Scheuerfestigkeit zu erhöhen.

Dyneema-Seile erlauben auch den harten Einsatz in der Forsttechnik, wobei Spleißfähigkeit, Bruchlast und Abriebbeständigkeit eine bedeutende Rolle spielen. Diese Seile sind etwas stärker als Stahlseile gleichen Durchmessers bei gleichzeitig einem Siebtel des Gewichts.

Die ersten Seile aus Dyneema für den Außenlasttransport mit Hubschraubern wurden 1994 in der Schweiz gebaut (Heliseilerei Erstfeld/UR), schon seit 1996 sind sie als Bergetausysteme bis 600 kg Personen-Nutzlast bei der Air Zermatt AG im Einsatz. Mit einer Länge von 200 Metern wurde in Zermatt die längste bisher bekannte Bergetaulänge eingesetzt. Mit der geringen Masse lösen diese Seile in weiten Bereichen die Stahlseile ab. Die Vermutung, dass Dyneema-Seile, die eine sehr geringe Dehnung haben (0,5 - 2 %) den gefürchteten Seilrückschlag (englisch backlash) verhindern, wurde 2008 durch eine Versuchsreihe der Berufsgenossenschaft für Fahrzeughaltungen, Berlin/Deutschland und den Hubschrauber-Seilhersteller AirWork & Heliseilerei GmbH, Immensee/Schweiz widerlegt. Sicher ist hingegen, dass das Auftreten des unerwünschten Effekts des Pilot Induced Oscillation (PIO) durch statische Seile markant vermindert wird.

Ein weiterer Einsatzbereich ist die Armierung von Cockpittüren im Flugzeugbau, womit diese schusssicher gemacht werden.

In der Luftfahrtindustrie findet Dyneema weiterhin Einsatz in Radomes (Radardome), da es nicht nur leicht und extrem schlagfest ist, sondern auch das radardurchlässigste Material, das bekannt ist. Kompositpanele aus Dyneema-Faser ersetzen Aluminiumpanele in Luftfrachtlademitteln, den sogenannten Air Cargo Containern oder ULD (Unit Load Devices). Andere ULD wie Luftfrachtpalettennetze aus Dyneema-Faser sind bis zu 50 % leichter und helfen, Kerosin zu sparen und Emissionen zu vermeiden.

Verwendung als Bandschlinge im Bergsport[Bearbeiten]

Es wird häufig geraten, Dyneema-Bandschlingen nicht zu knoten[2]. Als Grund für das relativ schlechte Abschneiden von geknoteten Dyneemaschlingen wird häufig auf deren geringen Schmelzpunkt verwiesen mit dem Hinweis, geknotete Dyneemaschnlingen würden sich bei Belastung so stark erhitzen, dass sie schmelzen (manchmal wird geschrieben, sie würden "durchbrennen"). Allerdings erhitzen sich Dyneemaknoten auch unter starker dynamischer Belastung aufgrund des äußerst niedrigen Reibungskoeffizienten von UHMWPE nur relativ wenig[3]. Dafür führt der niedrige Reibungskoeffizient dazu, dass Knoten sehr leicht rutschen, was je nach Art des Knotens auch ein Sicherheitsrisiko darstellen kann. Dafür haben Dyneemaschlingen eine höhere Schnittfestigkeit als Bandschlingen aus Polyamid[3].

Marke Dyneema[Bearbeiten]

„Dyneema“ ist eine geschützte Marke von DSM genauso wie der Ausdruck „Dyneema, The World's Strongest Fiber“. Weiterhin gehört dazu noch die Marke „Dyneema Purity“, die medizinische Variante von Dyneema zum Einsatz im menschlichen Körper.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Walter Loy: Chemiefasern für technische Textilprodukte. 2., grundlegende überarbeitet und erweiterte Auflage. Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main 2008, ISBN 978-3-86641-197-5, S. 74
  2. Knotting Dyneema?. DMM Climbing. Abgerufen am 28. Juli 2014.
  3. a b Kurt Winkler, Hans-Peter Brehm, Jürg Haltmeier Bergsport Sommer. Technik/Taktik/Sicherheit. SAC Verlag, Bern 2013, ISBN 978-3-85902-387-1.

Weblinks[Bearbeiten]