Werkstoffkunde 2 - TUM - Polymerwerkstoffe 2

Sehr spröde (Vernetzungsart). Sie sind mit Thermoplasten vergleichbar die unterhalb von Tg belastet werden. Abgesehen von Klebstoffen werden Duroplaste meist als Matrix verwendet.

Es werden kettenartige Polybutadienmoleküle mit eienr Kohlenstoffdoppelbindung vulkanisiert. Hierbei öffnen sich Doppelbindungen und die Kettenmoleküle können durhc Schwefelatome vernetzt werden.

Polymermischungen

Man spricht von Blends wenn mikroskopische Bereiche in einem Kunststoff aus versch. Kunststoffen bestehen ohne eine chemische Verbindung einzugehen.

Günstigere also die einzelnen Polymere. So können einzelne Eingenschaften kombiniert werden. (zb. PS Sorten)

Thermoplasten werden spröde (Alterung), dies läuft bei Sonnenlicht oder Wärme schneller ab. Genaue Mechnismen sind nicht bekannt, es existieren allerdings Vorstellungen. Das Disauerstoff der Atmosphäre reagiert mit dem Thermoplast und es entstehen ungesättigte Bindungen --> Vernetzung des Sauerstoffs. Kovalente Bindungen nehmen zu --> ähnliche Eingenschaften wie ein Duromer.

Jeder Stoff ist einer Alterung aufgrund von Umwelteinflüssen ausgesetzt (Abnahme der Positiven Eigenschaften). (Bsp. Schutzhelme müssen nach 5 Jahren ausgetauscht werden)

Die mechanischen Eigenschaften von Thermoplasten hängen stark vom Verhältnis zwischen Tg und der Prüftemperatur ab. Somit reagieren Thermoplaste viel empfindlicher auf Temp. Schwankungen als Metalle oder Keramiken

Die Verformung in Kunstoffen geschieht aufgrund von relativbewegungen der Makromoleküle, die als thermisch aktivierter Prozess schneller Abläuft.
Je langsamer die Verformungsgeschw. deste mehr Zeit haben die Moleküle um sich zu ordnen --> es werden niedrigere Kräfte benötigt.

Hohe Verformungsgeschw. verringern die Duktilität und die Spannungen werden höher. Daher hat der Werkstoff bei niedriger Temp oder hoher Verformungsgeschw. spröde Eigenschaften.

Kriechen ist eine plastische Verformung die unter konstanter Spannung die abhängig von der Zeit bis zum Versagen zunimmt

Wird bei einer langzeitbelastung die Dehnung konst. gehalten spricht man von Relaxion.

Hohe Temperatur. Für viele Kunststoffe ist Raumtemperatur bereits die Höchsttemperatur.

Bei Kunststoffen ist bereits bei Raumtemp. das Kriechen bzw. die Relaxion signifikant. Da sich so Elastische Dehnungen schnell in Plastische Verformungen umwandeln können, verliert das Elastizitätsmodul als Kennwert an Bedeutung.

Diese Diagramme geben Wertepaare für Spannung und Dehnung die jeweils einer Belastungszeit zugeordnet werden. Umso höher die Belastungzeit, desto tiefer liegen die Werte für die Spannung.

Es wird mit dem Kriechmodul gerechnet.

Ähnlich wie bei Metallen, durch Änderung der Atomsorte und/oder durch Änderung der Anordnung (Körner usw.) --> Einwirken auf die Beweglichkeit der Versetzungen

Die oben genannten Eigenschaften können entweder durch Änderung der Strukturformel (muss beim Herstellungsprozess geschehen). Begrenzt kann die Anordnung der Ketten modifiziert werden.

Kristallinitätsgrad, Stärke der Bindung zwischen den Kettenmoleküle

--> Beeinflussung der Beweglichkeit.

Die Neigung zur Verzweigung, Vernetzung oder eine Verringerung der Zahl von sperrigen Seitengruppen wird durch das Einbringen eines zweiten Grundbausteins erreicht

Innere Weichmacher -- > Eingriff in die Primärbindung

(realisierbar durch Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition)

Äußere Weichmacher --> Eingriff in die Sekundärbindungen

(realisierbar durch den Anwender durch Flüssigkeitsaufnahme)

Kunststoffe neigen dazu Flüssigkeiten aufzunehmen und dadurch ihre Eigenschaft zu ändern. Im Extremfall kann eine ungünstige Volumenzunahme erfolgen (Quellverhalten)

Tabelle über Kunststoffe Skript Seite 187

1. Zugfestigkeit (Zugspannung bei Höchstkraft)  Zeichen: σ_B  Einheit: N/mm² oder MPa

2. Streckdehnung (Dehnung bei Höchstkraft) Zeichen: ε_B Einheit: %

3. Reißfestigkeit (Zugspannung beim Reißen) Zeichen: σ_R oder σ_U Einheit: N/mm²

4. Reißdehnung (Dehnung bei Reißkraft) Zeichnen: ε_R Einheit: %

5. Streckspannung Zeichen: σ_S Einheit: N/mm²

6. Dehnung bei Streckspannung Zeichen: ε_S Einheit: %  

1. Große Vielfalt an  strukturellem Aufbau möglich (amorph bzw. teilkristallin)
2. Different zwischen Prüf und Glastemparatur bestimmt die Beweglichkeit der Kettenmoleküle

Hohe Duktilität (sowohl HD als auch LD Variante). Es sind hohe Kristallinitätsgrade (bis   zu 80 %) erreichbar. Lineare Kettenmoleküle bilden Lamellen. PE variante besitzt sehr hohe erreichbare plast. Dehnung. (Verpackungsfolie) (Bild 12.6 Seite 191)

Ja!

Thermoplast

Thermoplast

Es unterscheidet sich dadurch das bei PVC vier Wasserstoffatome durch ein Chlorato ersetzt wurden. --> Stärkere Bindung zwischen den Ketten

Daher ist PVC-hart deutlich härter als PE.PVC-weich ist durch Flüssigkeiten weich gemacht.

Thermoplast