Polyesterharz entsteht durch die Veresterung gesättigter und ungesättigter Dicarbonsäuren mit Alkohol. In der technischen Anwendung spricht man meist von ungesättigtem Polyesterharz, kurz Polyesterharz. Der Begriff „ungesättigt“ beschreibt, dass ein Teil der beteiligten Dicarbonsäuren Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen enthält.

Diese Doppelbindungen ermöglichen die spätere Vernetzung des Harzsystems. Dadurch kann aus dem flüssigen Harz zusammen mit dem passenden Härter ein fester, duroplastischer Kunststoff entstehen. In Kombination mit Verstärkungsfasern entsteht daraus ein Faserverbundwerkstoff, der besonders im GFK-Bereich eine zentrale Rolle spielt.

Die mit Polyesterharz hergestellten Faserverbundwerkstoffe zählen zur Gruppe der Duroplaste. Duroplaste sind Kunststoffe, die nach der Aushärtung nicht erneut plastisch verformt werden können. Sie sind unlöslich, nicht schweißbar und nicht schmelzbar.

Das unterscheidet sie von Thermoplasten, die sich durch Wärme wieder verformen lassen. Für GFK-Bauteile ist diese Eigenschaft ein Vorteil, weil ausgehärtete Polyesterharzlaminate formstabil, belastbar und für viele technische Anwendungen geeignet sind.

In einem Faserverbundwerkstoff stellt Polyesterharz die sogenannte Matrix dar. Die Matrix ist das Einbettungsmaterial für die Verstärkungsfasern. Sie umschließt die Fasern, schützt sie vor äußeren Einflüssen und sorgt dafür, dass auftretende Kräfte in die Fasern eingeleitet werden.

Die Verstärkungsfasern übernehmen einen großen Teil der mechanischen Last. Das Harz sorgt dafür, dass die Fasern in Position bleiben und als Verbundsystem wirken. Nur wenn Harz und Faser richtig kombiniert und gut durchtränkt werden, entsteht ein belastbares Laminat.

In der Faserverbundverarbeitung spielt Polyesterharz eine herausragende Rolle. Die wichtigsten Argumente sind die einfache Verarbeitung und der geringere Preis im Vergleich zu Epoxidharz, Vinylesterharz oder Polyurethanharz.

Polyesterharz eignet sich besonders für wirtschaftliche Laminierarbeiten, größere Flächen, Reparaturen und Anwendungen, bei denen eine schnelle Aushärtung und gute Verarbeitbarkeit gewünscht sind.

Einen direkten Vergleich mit Epoxidharz finden Sie im Artikel Epoxidharz oder Polyesterharz – welches Harz ist das richtige für Ihr Projekt?.

Polyesterharz bildet bei der Härtung langkettige Molekülstrukturen. Eine Quervernetzung kann beispielsweise durch Styrol ermöglicht werden. Styrolhaltige Polyesterharze sind in der GFK-Verarbeitung lange sehr verbreitet gewesen, weil sie sich gut verarbeiten lassen und eine zuverlässige Vernetzung ermöglichen.

Durch Einschränkungen beim Versand und bei der Abgabe monostyrolhaltiger Polyesterharze hat sich die Entwicklung styrolfreier Systeme deutlich verstärkt. Moderne monostyrolfreie Polyesterharze erreichen heute ebenfalls gute und teilweise bessere Fertigungsergebnisse. Sie können in vielen Anwendungen ähnlich wie styrolhaltige Polyesterharze verarbeitet und eingesetzt werden.

Ein wichtiger Vorteil von Polyesterharz ist, dass die Verarbeitungszeit in einer gewissen Spanne über die Zugabe der Härtermenge beeinflusst werden kann. Die Aushärtezeit ergibt sich in der Regel aus der Vorbeschleunigung des Harzes, der Härtermenge, der Temperatur und der angesetzten Harzmenge.

Im Gegensatz zu Epoxidharz, das ein sehr genaues Harz-Härter-Verhältnis benötigt, erlaubt Polyesterharz bei der MEKP-Härterzugabe eine begrenzte Flexibilität. Diese Flexibilität ersetzt jedoch keine genaue Dosierung. Zu viel oder zu wenig Härter kann zu Überhitzung, Rissen, klebrigen Stellen oder unvollständiger Aushärtung führen.

Ein weiterer Vorteil von Polyesterharz ist seine große Verwendungsfreiheit bei Verstärkungsfasern. Bauteile aus Polyesterharz werden in der Regel mit Glasfasermatte, Glasfasergelege oder Glasfilamentgewebe hergestellt. Auch Carbongewebe kann je nach Projekt eingesetzt werden.

Besonders verbreitet ist die Kombination aus Polyesterharz und Glasfasermatte. Glasfasermatten werden mit einem Binder zusammengehalten, der sich durch das Styrol im Polyesterharz löst. Dadurch lässt sich die Matte gut tränken und an komplexe Formen anpassen.

Mehr dazu finden Sie in den Lexikonartikeln Glasfasermatte – der Klassiker im Laminataufbau, Glasfilamentgewebe – leicht, stabil und präzise und Glasfilamentgewebe oder Glasfasermatte?.

Zu Beginn des Verarbeitungsprozesses muss für ein geeignetes Arbeitsumfeld gesorgt werden. Die Umgebung sollte sauber sein, damit spätere Einschlüsse in Deckschichten wie Gelcoat oder Topcoat vermieden werden. Außerdem muss eine ausreichende Be- und Entlüftung vorhanden sein.

Alle Werkstücke müssen sauber, trocken und fettfrei sein. Zur Entfettung kann Aceton geeignet sein, sofern es mit dem Material und der Anwendung verträglich ist. Empfehlenswert sind außerdem Einweghandschuhe mit ausreichend Tastgefühl, Schutzbrille und geeignete Arbeitskleidung.

Schritt-für-Schritt Verarbeitung

1. Arbeitsbereich reinigen und gut belüften.
2. Werkstück anschleifen, reinigen, trocknen und entfetten.
3. Glasfasermatte oder Gewebe trocken zuschneiden und bereitlegen.
4. Benötigte Polyesterharzmenge passend zur Werkstückgröße abmessen.
5. MEKP-Härter exakt nach Herstellerangabe dosieren.
6. Harz und Härter gründlich mischen, Boden und Rand des Mischbechers einbeziehen.
7. Bei Bedarf in einen zweiten Becher umtopfen und erneut mischen.
8. Verstärkungsfasern gleichmäßig tränken und Luftblasen ausarbeiten.
9. Laminat aushärten lassen und anschließend schleifen oder versiegeln.

Die Umgebungstemperatur ist für Polyesterharz, Epoxidharz, Gelcoat und Topcoat von großer Bedeutung. Viele Systeme sind für eine Verarbeitung bei Raumtemperatur ausgelegt. Ideal sind meist 18 bis 25 °C, während 15 °C in der Regel nicht unterschritten werden sollten.

Bei höheren Temperaturen wird die Verarbeitungszeit verkürzt. Bei niedrigeren Temperaturen verlängert sie sich. Ist die Verarbeitungstemperatur zu niedrig, kann dies zu einer Nichtaushärtung oder unvollständigen Durchhärtung von Polyesterharz, Gelcoat oder Topcoat führen.

Polyesterharz wird überall dort eingesetzt, wo GFK-Bauteile wirtschaftlich hergestellt oder repariert werden sollen. Typische Bereiche sind Bootsbau, GFK-Reparatur, Formenbau, Modellbau, Fahrzeugteile, Verkleidungen, Pools und technische Formteile.

Viele Verarbeitungsprobleme entstehen durch falsche Temperatur, ungenaue Härterdosierung, schlechte Durchmischung oder ungeeignete Untergründe. Wer sauber vorbereitet und die Herstellerangaben beachtet, vermeidet die meisten Fehler.

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