FAQ – Dyneema®-Faser

1. Was ist Dyneema®?

Dyneema® ist der Markenname für eine hochfeste UHMWPE-Faser aus dem Hause des niederländischen Konzerns DSM. Dolezych verwendet die Fasern für Rundschlingen (Garn und Rundschlingenschläuche) und Gurtbänder (Zurrgurte + textile Kette). Dabei kommen die Faser-Typen SK 38, SK 75, SK 78 und DM 20 zum Einsatz. Diese Fasertypen unterscheiden sich im Wesentlichen in der Zugfestigkeit.

2. Wie reißfest sind Gurtbänder aus Dyneema®-Fasern?

Bei gleichem Gewicht sind Gurte aus Dyneema®-Fasern drei- bis fünffach reißfester als Gurtbänder aus Polyester-, Polyamid- oder Polypropylenfaser. Oder umgekehrt formuliert: Gurte aus Dyneema®-Faser sind bei gleicher Reißfestigkeit mehr als dreimal leichter als Gurte aus den drei genannten Fasermaterialien.

3. Dehnung

Dyneema®-Fasern haben eine niedrige Bruchdehnung von nur 3,5%, also ähnlich Stahldraht (2%). Dagegen zeigen Polyesterfasern (10%), Polypropylenfasern

(10%) und Polyamidfasern (20%) weitaus höhere Bruchdehnungen und damit ein stark elastisches Verhalten unter Zugbelastung. Entsprechende Gurte aus Dyneema®-Faser zeigen ebenfalls eine sehr niedrige Bruchdehnung von nur 4 %, ähnlich wie ein Stahlseil und sprechen damit auf Zugbelastung viel unmittelbarer an.

Da die lineare Dehnung von Spanngurten aus Dyneema® eine lineare Funktion der Zugbelastung ist, beträgt bei 50% der Bruchspannung (SF = 2) die Dehnung nur 2% (4% x 0,5). Bei 33% Bruchbelastung (SF = 3) beträgt sie entsprechend nur 1,32 % (4% x 0,33). Bsp.: Ein drei Meter langer Gurt aus Dyneema® dehnt sich bei dieser Belastung nur um rund 3,96 cm; Ein Gurt aus Polyamid Fasern dehnt sich um rund 60 cm und einer aus Polyester noch um rund 30 cm.

4. Scheuerfestigkeiten

Gurte aus Dyneema®-Faser werden auch dort eingesetzt, wo höchste Scheuerfestigkeiten verlangt werden, etwa in Netzen für den Lufttransport oder für Hubschraubernetze. Auch als Gurte in der Formel 1, in Ausrüstungen für felsige Hochgebirgssportarten und in synthetischen Gliederketten finden sie Anwendung. Je nach Industriestandard werden Gurte aus Dyneema®-Faser nach unterschiedlichsten Scheuertests zertifiziert, etwa nach EN-Norm unter Verwendung der Methode nach Martindale. Ganz allgemein gilt: Gurte aus Dyneema®-Fasern weisen gegenüber Gurten aus Aramidfasern eine bis zu hundertfach höhere Scheuerfestigkeit auf. Gegenüber Gurten aus Polyamid sind sie bis zu dreißigmal, gegenüber Gurten aus Polyester bis zu zehnmal höher. Neben der hohen Garnfestigkeit trägt die niedrige Reibzahl von Dyneema®-Faser (0,05) zum „selbst schmierenden Verhalten“ und damit zu exzellenter Scheuerfestigkeit bei.

5. Biege und Zugspannungsermüdung

Gurte aus Dyneema®-Fasern können, je nach Fasertype, über zehntausend bis einhunderttausend Mal um +/- 180 Grad gebogen werden, ohne wesentlichen Ermüdungsbruch zu zeigen. Damit liegt die Biegeermüdung von Dyneema® bis zu tausendfach niedriger als bei anderen Fasern, welche bei häufigem Biegen schnell ermüden und brechen.

6. Temperaturbereich

Spannungsfreie Gurte aus Dyneema®-Faser können zwischen -273° C und +70° C eingesetzt werden. Mit sinkender Temperatur weit unter Null steigt deren Reißfestigkeit nochmals um 30 % signifikant weiter an. Auch unter kryogenen (extrem tiefen Temperaturen) Bedingungen verspröden Gurte aus Dyneema® im Gegensatz zu Stahl nicht. Sie bleiben weiter weich und flexibel. Gurte unter Vorspannung können bis +100° C kurzzeitig eingesetzt

werden.

7. Schmelzpunkt

Dyneema®-Faser besteht aus kristallinem ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMWPE). Mit 152° C liegt dessen Schmelzpunkt weit über dem von z.B. High Density PE (135° C) und Low Density PE (120° C).

8. Flammschutz und Brandsicherheit

Gurte aus Dyneema®-Faser lassen sich relativ schwer entzünden. Bei Entfernung der Energiezufuhr verlöschen sie von alleine. Weitere Maßnahmen, wie geeignete Ausrüstung oder Ummantelung, können die Brandsicherheit weiter steigern. Anwendungen aus Dyneema®-Faser haben die gesetzlichen Flammschutztests für den Einsatz z.B. in der Luft- und Raumfahrt, für militärisches Gerät und in Formel 1 Rennwagen erfolgreich bestanden.

9. Schnittfestigkeit

Dyneema®-Faser weist gegenüber Polyesterfasern eine bis zu fünffach höhere Schnittfestigkeit aus. In der Verarbeitung wird Dyneema®-Faser daher bevorzugt mit mikrogezahnten Titanscheren oder mit elektrisch geheizten Messern sauber durchtrennt. Dyneema®-Fasern finden breiten Einsatz in schnittfester Arbeitsschutzkleidung (z.B. Handschuhe für Glaser und Fleischer, Kettensägenhosen, nagelfeste Schuhsohlen). Je nach textiler Konstruktion, Fasertype und Industriestandard erreicht schnittfeste Kleidung aus Dyneema®-Faser die höchsten Schnittschutzklassen 3, 4 und 5 genau wie Stahldraht und Glasfasern. Gurte aus Dyneema®-Faser erweisen sich in der Praxis als ziemlich widerstandsfähig gegen Schnitte und erfordern zur Durchtrennung eine hohe Kraft und geeignete Schneidwerkzeuge. Schnittschutzschläuche aus Dyneema®-Faser (gewebt, gestrickt, gewirkt) werden daher immer beliebter, wenn es um den sicheren Kantenschutz und den Vandalismusschutz von Seilen und Gurten geht.

10. In welchen Farben sind Dyneema®-Gurte erhältlich?

Dyneema®-Fasern können spinngefärbt werden. Kommerziell gibt es Dyneema® Purity™ in Blau und Gelb für den operativmedizinischen Einsatz. Dyneema® Black™ gibt es als schwarzes Garn für industrielle Anwendungen. Die meisten Dyneema®-Garne werden ungefärbt in opaque-weiss angeboten. Nachfärben von Dyneema®-Garnen liefert in der Regel eher matte Farben. Einige Zwirnereien bieten nachbeschichtete Garne aus Dyneema® an, die in unterschiedlichen Farben und Haftungsqualitäten bestellt werden können. Gurte aus Dyneema®-Faser werden durch die Webereien mit unterschiedlichen Ausrüstungen und Farben angeboten.

11. Was bedeutet „kriechen“ bei Dyneema®-Fasern und wie unterscheiden sich die einzelnen Fasertypen hierbei?

Im Unterschied zur längenreversiblen Zugdehnung wird unter Kriechen bei Fasern die permanente lineare Längenänderung verstanden. Diese wird verursacht durch dauerhafte hohe Zugbelastung. Dies geht mit Verringerung des Titers (Garnstärke) einher. Alle Materialien kriechen unter permanenter Belastung, wenn die 3T-Kriterien erfüllt sind: die Temperatur Ƭ muss hoch genug sein, die lineare Spannung T (tension) muss hoch genug sein und die Zeit t muss lang genug dauern. Man denke an unten verdickte Kirchenfenster (hoch: t, T) oder an das Ziehen von dünnem Draht aus glühendem dicken Rohling im Walzwerk (hoch: T, Ƭ). Gegenüber SK75, einer der „dienstältesten“ Dyneema®-Fasern, kriecht die neuere Faser SK78 dreimal weniger unter Dauerbelastung. In anderen Worten: Um die gleiche Längenänderung zu erreichen, muss bei SK78 die dreifache Zugspannung T auferlegt werden b.z.w. die dreifache Zeit t investiert werden. Unterhalb Ƭ< 10° C tritt bei keiner Dyneema® Fasertype messbares Kriechen mehr auf. Die neuartige Fasertype DM20 kriecht nochmals zehnmal weniger als SK78 und ist damit für die meisten Anwendungen als kriechfrei qualifiziert.

12. Chemische Beständigkeit

Polyethylene im allgemeinen, UHMWPE im ganz besonderen und damit Dyneema®-Faser als solche sind äußerst widerstandsfähig gegen die meisten Chemikalien. Dyneema®-Fasern widerstehen starken Säuren und Basen. Aggressive Hydrauliköle, Seewasser und Lösungsmittel können ihr so gut wie nichts anhaben. Polyesterfasern dagegen sind z.B. nicht laugenbeständig und zeigen deutlich höhere chemische Reaktivität. Nur aggressive Oxidanten wie Ozon, reiner Sauerstoff, starke UV-Strahlung oder Permanganat schädigen Dyneema®-Faser. Auf Anfrage senden wir gerne weitergehende Informationen zu.

13. Lichtechtheit- und UV-Beständigkeit

Dyneema®-Faser und Polyesterfasern sind darin vergleichbar und übertreffen damit alle anderen synthetischen Fasern in deren Lichtechtheit und UV-Beständigkeit beträchtlich. Dabei gilt: Je dicker ein Gurt, desto UV-beständiger er ist, da die Eindringtiefe von UV-Strahlung und damit die Schädigung auf zehn Mikron begrenzt bleibt („Skin-Core-Protection“). Die Abschirmung kann durch UV-spinnstabilisierte Faservarianten sowie durch Ausrüsten und Ummanteln des Gurtes weiter gesteigert werden.

14. Toxikologie und Ökobilanz

Durch umweltfreundliche und energiegünstige Herstellung, etwa konsequent mit grünem Strom, kann Dyneema®-Faser eine bessere Ökobilanz als Stahl erreichen. Dyneema®-Faser lässt sich prinzipiell auch aus biologisch gewonnenem oder aus durch thermisches Recycling von PE wiedergewonnenem Ethengas polymerisieren und spinnen. UHMWPE und Dyneema®-Faser sind bioinert. Sie finden dauerhaften sicheren Einsatz im menschlichen Körper, etwa als Hüftgelenke, chirurgische Garne oder als zertifizierte hygienische Schutz- und Arbeitsbekleidung in der Lebensmittelindustrie.