Dyneema
Dyneema, auch Izanas, Spectra und ehemals Certran, sind die Markennamen einer synthetischen Chemiefaser auf der Basis von Polyethylen mit ultrahoher Molekülmasse (Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene (PE-UHMW) oder high-modulus polyethylene (HMPE)). Der Markenname Dyneema ist nach Übernahme von dem niederländischen Chemiekonzerns DSM im Besitz des US-amerikanischen Unternehmens Avient.
Bis 2016 war Dyneema auch die Warenmarke des japanischen Konzerns Toyobo Co. Ltd., der gemeinsam mit DSM die industrielle Entwicklung der PE-UHMW-Fasern bis Ende der 1980er Jahre vornahm.<ref>The Society of Fiber Science and Technology Japan: High-Performance and Specialty Fibers. Springer Japan 2016, ISBN 978-4-431-55202-4, S. 111.</ref> 2016 haben sich beide Unternehmen geeinigt, dass Toyobo den separaten Markennamen Izanas verwendet.<ref>Die Seite Vorlage:Webarchiv/styles.css hat keinen Inhalt.Pressemitteilung von DSM Dyneema ( vom 29. Oktober 2020 im Internet Archive). Abgerufen am 21. Juni 2026.</ref><ref>IZANAS. In: toyobo-global.com. Abgerufen am 5. Dezember 2021.</ref> Gleichartige Hochmodul-Polyethylenfasern werden auch von der Firma Honeywell unter dem Namen Spectra vertrieben. Fasern aus PE-UHMW wurden ebenfalls unter dem Markennamen Certran von Hoechst, später Celanese hergestellt, werden aber wegen fehlender Konkurrenzfähigkeit nicht mehr produziert.<ref>Anthony R. Bunsell: Handbook of Properties of Textile and Technical Fibres. Elsevisier 2018, ISBN 978-0-08-101272-7, S. 704.</ref>
Eigenschaften[Bearbeiten]
Von der Dyneemafaser gibt es verschiedene Typen. Die Fasertypen SK60 und SK65 gehören der ersten Generation an, die in den 1980er Jahren eingeführt wurde.
Die 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 Polyethylen-Linearmoleküle, die größer als 95 % ist, und einem Kristallinitätsgrad von bis zu 85 %.<ref>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.</ref>
PE-UHMW bildet lange Ketten mit Molekülmassen von 2 bis 6 Millionen g/mol. Die Masse ist so hoch, dass sie nicht direkt mit konventionellen Mitteln gemessen werden kann, sondern aus ihrer intrinsischen Viskosität abgeleitet wird.<ref>Steven M. Kurtz: The UHMWPE Handbook. 2004, S. 4–5 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden. [abgerufen am 13. März 2019]).</ref>
Die Oberfläche von Dyneema ist sehr glatt, mit einem Reibungskoeffizienten von 0,05 bis 0,08.<ref name="Knotting Dyneema">Die Seite Vorlage:Webarchiv/styles.css hat keinen Inhalt.Knotting Dyneema? ( vom 13. Oktober 2017 im Internet Archive)</ref> Auf der glatten Oberfläche haftet Farbe schlecht. Daher war Dyneema lange Zeit nur in seiner natürlich weißen Farbe erhältlich. Aufgrund steigender Nachfrage entwickelte DSM die Variante Black Dyneema, in der schwarze Farbpartikel dem Kunststoff bereits in der Herstellung hinzugefügt werden.<ref>Black Dyneema. DSM, archiviert vom Vorlage:IconExternal; abgerufen am 3. Mai 2019.</ref>
Herstellung[Bearbeiten]
Die Dyneemafasern werden durch Gelextrusionsspinnen, einen Spezialfall des Lösungsspinnens, hergestellt. Es werden Filamente aus gelartigen Lösungen erzeugt, wobei die Moleküle parallel zueinander angeordnet werden. Durch das Strecken und durch Thermofixierung entsteht eine Kristallstruktur, die zur hohen Festigkeit der Faser führt.<ref>Manfred Neitzel, Peter Mitschang, Ulf Breuer: Handbuch Verbundwerkstoffe: Werkstoffe, Verarbeitung, Anwendung. 2. Auflage. Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, München 2014, ISBN 978-3-446-43696-1, S. 39.</ref>
Verwendung[Bearbeiten]
Verwendet wird Dyneema unter anderem zur Herstellung von Angelschnüren, Fischernetzen, Bogensehnen, Seilrobotern, Hubschrauber-Außenlast-Transportseilen, Bergetausystemen, Takelage von Segelbooten und Bandschlingen und Ultraleicht-Zelte.
Auch für beschusshemmende Schutzwesten und Panzerungen von Fahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen wird Dyneema zusammen mit anderen Materialien verwendet. Ein weiterer Einsatzbereich ist die Armierung von Cockpittüren im Flugzeugbau, womit diese schusssicher gemacht werden. Weitere Anwendungen sind laminierte Helmschalen für Motorradhelme und abriebfester Dyneema-Denim für Motorradjeans.
Bei schnittfester Schutzkleidung wird Dyneema für Handschuhe und Kettensägenhosen, Brustschutz, Armschutz und T-Shirts eingesetzt, die in der Forst-, Metall-, Glas- und Fleischverarbeitungsindustrie Verwendung finden.
Bei Freizeit- und Sportartikeln werden Snowboards, Tauwerk-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 ummantelt, um die Scheuerfestigkeit zu erhöhen.
Beim modernen Spinnfischen ist die sogenannte geflochtene Angelschnur verbreitet, dabei werden 6 bis 8 Dyneema-Monofile miteinander verflochten. Die geringe Dehnung ermöglicht die Erkennung von Bissen auf große Entfernungen und in großen Tiefen.
Außerdem werden aus der Dyneemafaser textile Ketten hergestellt, die aufgrund ihrer hohen Festigkeitswerte Stahlketten ersetzen können. Die Kettenglieder bestehen aus mehreren Lagen des Dyneema-Gurtbands und werden ineinander vernäht, um eine Kette zu bilden. Die textilen Ketten werden in der Ladungssicherung und Hebetechnik verwendet. Die Vorteile von textilen Ketten im Vergleich mit Stahlketten sind das geringe Gewicht und die damit verbundene geringere Verletzungsgefahr.<ref>DoNova - die textile Kette. Abgerufen am 20. November 2017.</ref>
Die ersten Seile aus Dyneema für den Außenlasttransport mit Hubschraubern wurden 1994 in der Schweiz erzeugt<ref>AirWork & Heliseilerei Gmbh. 14. August 2015, archiviert vom Vorlage:IconExternal; abgerufen am 5. Dezember 2021.</ref> und sind bereits seit 1996 bei der Air Zermatt AG als Bergetausysteme bis 600 Kilogramm Personen-Nutzlast im Einsatz. Aufgrund ihrer geringen Masse lösen diese Seile mittlerweile in vielen Bereichen die bisher verwendeten Stahlseile ab.<ref>Bundesforschungszentrum für Wald - BFW: Unfallrisiko mit Kunststoffseilen nicht unterschätzen. Abgerufen am 21. Juni 2026 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>
Bergsport[Bearbeiten]
PE-UHMW kommt in Reepschnüren als Kernmaterial zum Einsatz. Bei Bandschlingen werden die Fasern häufig als Mischgewebe mit Polyamid oder Polyester verwendet.
Es wird häufig geraten, Dyneema-Bandschlingen nicht zu knoten.<ref name="Knotting Dyneema" /> Als Grund für das relativ schlechte Abschneiden von geknoteten Dyneemaschlingen wird häufig auf deren geringen Schmelzpunkt verwiesen, mit dem Hinweis, geknotete Dyneemaschlingen 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 PE-UHMW nur relativ wenig.<ref name="BergsportSommer">Kurt Winkler, Hans-Peter Brehm, Jürg Haltmeier: Bergsport Sommer. Technik/Taktik/Sicherheit. SAC Verlag, Bern 2013, ISBN 978-3-85902-387-1, S. 75.</ref> Das verhältnismäßig schlechte Abschneiden von geknoteten Dyneema-Bandschlingen ist vielmehr auf ihren üblicherweise kleinen Querschnitt zurückzuführen: Sie sind in den Knoten viel stärker gekrümmt als Bandschlingen anderer Materialien, wodurch sich die Spannungen besonders stark konzentrieren. Zudem bewirkt der niedrige Reibungskoeffizient, dass Knoten sehr leicht rollen und sich unter Belastung öffnen können. So rollt ein Sackstich in einer Dyneema-Bandschlinge bereits bei etwa 2 kN.<ref>Chris Semmel: Drum prüfe, wer sich bindet. In: Panorama. Nr. 4, 2007, S. 76–79 (Volltext [PDF; abgerufen am 2. April 2020]).</ref> Eine sichere Verbindung von Dyneemamaterial ist nur durch Spleißen oder Nähen möglich. Dafür haben Dyneemaschlingen eine höhere Schnittfestigkeit als Bandschlingen aus Polyamid.<ref name="BergsportSommer" />
Einzelnachweise[Bearbeiten]
<references />
Weblinks[Bearbeiten]
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- Dyneema-Website von Avient (englisch)
- Dyneema Zugtestvergleich mit Stahlseil, 2010, YouTube