WT 07 Grundlagen der Kunststoffkunde

Da die Verformungen viskoelastisch sind (elastisch und plastisch gleichzeitig)

Über die Eindringtiefe unter Kraftwirkung

Stift aus Stahl (stumpf oder spitz), Eindringtiefe in dimensionslose Shore-Härte umgewandelt, für sehr weiche Thermoplaste und Elastomere

gehärtete Stahlkugel, aus Eindringtiefe wird die Oberfläche des Eindrucksbestimmt, Härte= Quotient aus Prüfkraft und Eindruckoberfläche

Sie können je nach molekularen und struktruellen Bau, versch. Zustände annehmen, wobei es keine deutlichen Übergänge zwischen den Zuständen gibt.

Glasübergangstemperatur, Erweichungstemperatur oder Schmelztemperatur und Zersetzungstemperatur.

Bezieht sich auf den amporhen Bereich, es brechen die Nebenvalenzverbindungen auf und die Makromoleküle können aneinander gleiten.

Temperatur, wo Kunststoff die größte Änderung der Verformbarkeit aufweist (Polymerschmelze). Bei vielen Kunststoffen, in der Nähe der Gebrauchstemperatur (verursacht niedrige Wärmebeständigkeit.

Verdampfen von Makromolekülen nicht möglich, Bei Überschreiten der Zersetzungstemp. Molkeküle zerstört ( im arsch :p )

*Metalle: Atome ; *Kunststoffe: Makromoleküle

*Metalle: Metallbindugnen zw. den Atomen; *Kunststoffe: Nebenvalenzbindungen zw. den Makromolekölen

*Metalle: kristallin; *Kunststoffe: amorph oder teilkristallin

*Metalle: linearelastisch und zeitunabhängiges Verhalten; *Kunststoffe: viskoelastisches und zeitabhängiges Verhalten

*Metalle: gute Festigkeit, elektr. Leitfähigkeit; *Kunststoffe: geringe Festigkeit, keine elektr. Leitfähigkeit

*Metalle: Körner mit Korngrenzen; *Kunststoffe: nur bei teilkristallinen Thermoplasten

*bis ca. 90°C: Massenkunststoffe (PE, PP, PVC, PS) *bis ca. 140°C: Technische Kunststoffe (PBT, POM, ABS, PVC, PET) *mehr als ca. 140°C: Hochleistungskunststoffe (PI, PEEK, PSU,PPS)

bis zur Glasübergangstemperatur: Festigkeit nicht ab. Durch Glasübergangstemperatur: Festigkeit weniger als 1/3. bis Erweichungstermperatur nochmaliger Abfall der Festigkeit

bis zur Zersetzungstemperatur gibt es keine anderen eindeutigen Übergänge. Festigkeit nimmt langsam ab. Zum Schluss mehr

(erste Phase: Hart und Spröde) bis zur Erweichungstemperatur nimmt Festigkeit stetig ab (kleiner Knick durch Glasübergangstemperatur). vom Gebrauchsbereich durch Erweichungstemperatur weniger als 20 % der Festigkeit. Während der Phase Thermo-plastisch: keine Festigkeit mehr

Anfangs: hartelastisch und hohe Festigkeit. Durch Glasübergangstemperatur nimmt die Festigkeit stark ab und der Gebrauchsbereich weichelastisch wird erreicht. Bis zur Zersetzungstemperatur steigt die Festigkeit langsam wieder an!

organisches Makromolekül aus Nichtmetallen (C, H, N, O, S, CL)

Zum Beispiel: Verstärkungsstoffe, Farbstoffe, Verarbeitshilfen, Dispergiermittel, Füllstoffe, UV-Stabilisatoren

Monomere -werden durch- spezielles chemisches Verfahren -zu- Polymere

kleine Moleküle mit Doppel bzw Dreifachbindungen oder aktiven Gruppen (Beispiel: Aus Ethylen wird Polyehtylen)

Vielfaches Wiederholen einer Grundeinheit [100-100.000 mal] Beispiel: Makromelukül von Polyvinylchlorid (PVC)

Homopolymere (gleiche Grundeinheit), Copolymere (2-4 versch. Grundeinheiten), Polymer-Blends (physische Mischung von Polymeren); Bild: Copolymere

Statistisch (A-B-A-A-B…), blockweise (A-A-A-A-B-B-B-B…), alternierend [abwechselnd] (A-B-A-B-A…), getropft (so vom Hauptzweig abgehend)

Innerhalb der Makromoleküle durch Hauptvalenzbindungen (Atombindungen), Zwischen den Makromolekülen durch Nebenvalenzbindungen

Sie brechen leicht auf.

Fadenförmige lineare Makromoleküle (unverzweigt oder verzweigt)

engmaschig vernetzte Makromoleküle

weitmaschig vernetzte Makromoleküle

Amorphe Struktur (wie ein Wattebausch), Teilkristalline Struktur, Makromoleküle z.T. parallel angeordnet und von amorphen Strukturen umgeben (führt zu Verbesserter Festigkeit: Nebenvalenzbindungen; verbesserte chem. Beständigkeit: geringere Eindringchancen für fremde Moleküle)

gefaltet, gebündelt und sphärolit

Einige Polymere können in beiden Ordnungszuständen auftreten

geringe Dichte (1,4-2,2 g/cm³), elektr. nicht leitend, wärmedämmend u kälteisolierend, chem. beständig, leicht verarbeitbar/einfärbbar/aufschäumbar, viele mechan. Eigenschaften möglich

geringe Wärmebeständigkeit ~140°C, große Wärmeausdehnung, Zersetzung ab best. Temperatur, geringe Festigkeit, sehr spröde bei tiefen Temp., i.d.R. leicht entflammbar, hohe Gasdurchlässigkeit

Anwendungsbezogen, Dauergebrauchstemperaturbezogen und Markanteilig

Thermoplaste (~80% aller Kunstoffe), Duroplaste (als Matrix bei Verbundstoffen) und Elastomere (Gummiwerkstoffe)