Werkstoffkunde
Kunststoffe
Kunststoffe
Set of flashcards Details
| Flashcards | 143 |
|---|---|
| Language | Deutsch |
| Category | Technology |
| Level | University |
| Created / Updated | 03.04.2012 / 28.08.2015 |
| Weblink |
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Anhand welcher Materialeigenschaft kann die Wirksamkeit einer Nukleierung beurteilt werden und wie verändert sich diese qualitativ?
Materialeigenschaft
Kristallisationstemperatur
qualitative Änderung
nimmt zu (S. 172 unten)
Aufgaben der Plastifiziereinheit?
i) Plastifizieren des Polymers (S. 204)
ii) Homogenisieren der Schmelze (S. 204)
Bei der Auslegung von Kunststoffbauteilen wird gegen die kritische Dehnung dimensioniert, weil die zulässigen Spannungswerte bei polymeren Werkstoffen mit vielen Unsicherheitsfaktoren behaftet sind. Nennen Sie drei
Einflussfaktoren, für diese Unsicherhei
Zeiteinfluss
Temperatureinfluss
Medieneinfluss
Umwelteinfluss (S. 136)
Bei der Polymerisation können auch verschiedene Monomere in die gleiche Grundkette eingebaut werden, sodass Copolymerisate entstehen. Nennen Sie drei verschiedene Arten
von Copolymeren.
statistisch aufgebaute Copolymere
alternierend aufgebaute Copolymere
Blockcopolymere, Pfropfcopolymere (S. 32)
Bei unvernetzten Kunststoffen werden die Makromoleküle durch Nebenvalenzkräfte zusammengehalten.
Nennen sie zwei Arten von Nebenvalenzkräften.
Dispersionskräfte
Dipolkräfte, Wasserstoffbrückenbindungen (S. 34)
Bei vielen Kautschukarten wird vom Innenmischer auch die Aufgabe erfüllt, sehr hohes
Molekulargewicht abzubauen und die Molekulargewichtsverteilung zu vereinheitlichen.
Wie wird dieser Vorgang bezeichnet?
Mastikation
Beim Durchlauf durch den Extruder wird das Material durch verschiedene Mechanismen beansprucht.
Bitte nennen Sie die beiden Belastungsarten!
Thermische Belastung
Mechanische Belastung, (S.166)
Beim Spritzgießen eines plattenförmigen thermoplastischen Bauteils können in dem Bauteil Eigenspannungen entstehen. Erläutern Sie stichpunktartig, wann und wie die
Eigenspannungen entstehen.
Wann:
Während des Abkühlvorgangs (S. 226 – S. 227)
Wie:
Das Bauteil erstarrt von außen nach innen, dadurch behindern die äußeren bereits erstarrten Randschichten die inneren in ihrer Längenänderung. (S. 226 – S. 227)
Beim Spritzgießprozess kann es beim Umströmen von Fließhindernissen (z.B. Kernen) zu Schwachstellen im Formteil kommen.
Wie heißt dieses Strukturmerkmal und bei welchen Materialien hat es besonders große Auswirkungen auf die Festigkeit des Bauteils?
Strukturmerkmal:
Bindenaht (Zusammenfließlinie) (S. 209)
Material:
Anisotrope Werkstoffe (fasergefüllte Materialien, LCP oder
hochmolekulare Materialien)
Benennen sie die beiden Versagensarten bei alternierender Belastung.
i) Zerrüttungsbruch
ii) Erwärmungsbruch (S.100)
Benennen Sie die kritischen Temperaturen, über die hinaus amorphe und teilkristalline Thermoplaste bei der Formgebung erwärmt werden müssen. Um welchen Betrag müssen die
kritischen Temperaturen im Allgemeinen überschritten werden?
amorphe Thermoplaste:
Glasumwandlungstemperatur + 10°C
teilkristalline Thermoplaste:
Kristallitschmelztemperatur + 20 bis 30 °C (S. 203)
Benennen Sie zwei Kunststoffe deren Dichte kleiner als eins ist und die im Wasser aufschwimmen.
PE
PP
(ungefüllter) Naturkautschuk (Seite 49)
Bitte benennen Sie die beiden Fließverhalten, die bei Kunststoffschmelzen beobachtet
werden.
i) Strukturviskoses Verhalten (Seite 84)
ii) Bingham-Fluid
Die Additive lassen sich anhand ihres Zweckes grundsätzlich in zwei Gruppen einteilen.
Nennen Sie die beiden Klassen von Zuschlagstoffen.
Verarbeitungshilfsstoffe (S. 161)
Eigenschaftsändernde Zusatzstoffe (S. 161)
Die Aufarbeitung vom Rohöl zu Monomeren geschieht durch zwei Verfahrensschritte.
Benennen Sie den jeweiligen Prozess
Rohöl => Naphta: Destillation (S. 24)
Naphta => Monomer: Cracken
Die beim Schlagbiegeversuch verbrauchte und vom Gerät angezeigte Schlagarbeit setzt sich aus
mehreren Anteilen zusammen.
Zählen Sie bitte drei dieser Anteile auf.
Biegeenergie des Probekörpers
Rissbildungsenergie am Probekörper
Durchreißenergie des Probekörpers
Fortschleuderenergie des gebrochenen Probekörpers
Reibungsverlust des Pendels (S.98)
Die Eigenschaften des Verbundes aus Fasern und Matrix sind von einigen Faktoren abhängig.
Nennen Sie zwei Eigenschaften des Verbundes, die wesentlich die mechanischenEigenschaften beeinflussen.
Faserorientierung, (S. 252)
Fasergehalt
(auch Faserart, Imprägnierung oder Faser-Martix-Haftung)
Die Eigenschaften von Kunststoffen hängen in starkem Maße von der Molmasse des Kunststoffes ab. wie wirkt sich eine steigende Molmasse auf die angegebenen Eigenschaften des Kunststoffes aus?
Fließfähigkeit,Festigkeit,Schmelzeviskosität,Stoßbeständigkeit
Fließfähigkeit nimmt ab
Festigkeit nimmt zu
Schmelzeviskosität nimmt zu
Stoßbeständigkeit nimmt zu
Die Eigenschaften von Kunststoffen können durch die Zugabe von Nukleierungsmitteln verändert werden. wie ändern sich die aufgeführten Eigenschaften durch Nukleierung?
Kristallisationsgrad
Nachkristallisation
Kristallisationsgrad +
Nachkristallisation -
Keimdichte +
Steifigkeit +, (S. 173)
Kreuzen Sie an, wie sich die folgenden Eigenschaften mit steigender Molmasse ändert(nimmt zu +, abn. -)
Festigkeit
Fließfähigkeit
Chemische Beständigkeit
Festigkeit +
Fließfähigkeit -
Chemische Beständigkeit +
Die entstandenen Molekülorientierungen sind für anisotrope Eigenschaften des Bauteils verantwortlich.
Wie wirken sich die Orientierungen auf das E-Modul des Formteils in Orientierungsrichtung aus?
E-Modul in Orientierungsrichtung steigt
Die Extrusion ist eines der wichtigsten Verarbeitungverfahren für Kunststoffe. Hier werden im kontinuierlichen Prozess Halbzeuge hergestellt.
Bitte nennen Sie drei typische Halbzeuge!
Platten
Folien
Profile (Rohre, Tafeln, ...), (S. 165)
Die große Bedeutung des Spritzgießens resultiert aus einigen Merkmalen, die dieses Verfahren deutlich von anderen Herstellungsverfahren unterscheidet.
Nennen Sie drei typische Merkmale.
-diskontinuierlicher Prozess
-direkter Weg vom Rohstoff zum Fertigteil
-keine oder nur sehr geringe Nachbearbeitung des Formteils nötig
-Verfahren ist vollautomatisierbar
Die Herstellung von synthetischen Kunststoffen kann nach drei verschiedenen Verfahrenerfolgen. Geben Sie zu den folgenden Kunststoffen die Polymerisationsart an.
Epoxidharz, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polyamide
Epoxidharz Polyaddition
Polyethylen Polymerisation
Polyvinylchlorid Polymerisation
Polyamide Polykondensation, (S. 26-30)
Die hohe Elastizität von Kunststoffen im Vergleich zu Metallen macht zahlreiche spezielle Anwendungen erst möglich.Ein typisches Beispiel sind Schnappverbindungen.Zählen Sie
bitte drei gängige Ausführungsformen von Schnappverbindungen aus Kunststoff auf.
i) Schnapphaken (S. 138/139)
ii) Zylindrische Schnappverbindungen
iii) Schnappverbindungen mit kugeligen Überdeckungsflächen (Kugelschanppverb.)
alt.) (Geschlitzte) Ringschnappverbindungen
Die Matrix kann sowohl aus Duroplasten als auch aus Thermoplasten bestehen, woraus unterschiedliche Eigenschaften der Bauteile resultieren.
Nennen Sie eine nachteilige Eigenschaft, die ein thermoplastisches Matrixsystem besitzt.
Kriechneigung unter höherer Last oder schwierigere Benetzung der Fasern,(auch Hitzeunbeständigkeit, geringe Festigkeit)
Thermoplasten bestehen, woraus unterschiedliche Eigenschaften der Bauteile resultieren.
Welches dieser beiden Matrixsysteme wird eingesetzt, wenn eine hohe Bruchdehnung gewünscht ist?
Thermoplast, (S. 251)
Die Matrix kann sowohl aus duroplastischen wie auch aus thermoplastischen Werkstoffen bestehen.
Nennen Sie drei häufig verwendete duroplastische Matrices.
Epoxidharze
ungesättigte Polyesterharze
Vinylesterharze
Phenolharze (S. 251)
Die Matrix übernimmt verschiedene Aufgaben in einem Faserverbundwerkstoff.
Nennen Sie die vier wesentlichen Aufgaben.
-Fixierung der Fasern in der gewünschten geometrischen Anordnung
-Übertragung der Kräfte auf Fasern
-Stützung der Fasern bei Druckbeanspruchung
-Schutz der Fasern vor Einwirkungen von Umgebungseinflüssen (Feuchtigkeit, Chemikalien, usw.)
Die Polyolefine zählen zu den bekanntesten Massenkunststoffen. Wie heißt neben Polypropylen das zweite wichtige Polyolefin? Nennen Sie darüber hinaus drei charakteristische Eigenschaften des von ihnen genannten Polyolefins.
Polyolefin: Polyethylen
Eigenschaft I: Niedrige Dichte
Eigenschaft II: gute Ver- und Bearbeitbarkeit
Eigenschaft III: Hohe Zähigkeit und Reißdehnung (S. 110)
Die Reaktion, die während einer radikalischen Polymerisation abläuft, lässt sich in drei Teilschritte unterteilen.
Nennen Sie diese.
Startreaktion (Initiierung)
Wachstumsreaktion
Abbruchreaktion (S. 27)
Die verschiedenen mechanischen Prüfverfahren zur Charakterisierung der Eigenschaften der Kunststoffe lassen sich nach vier Beanspruchungsarten unterteilen, die die
Beanspruchungsdauer berücksichtigen
Welche Beanspruchungsarten sind das?je 1Prüfverfahren
Beanspruchung / Prüfverfahren
Stoßartig / Durchstoßversuch
Kurzzeitig / Kurzzeitzugversuch
Langzeitig / Relaxationsversuch
Dynamisch / Dauerschwingversuch
Dieser Werkstoffverbund aus Faser und Matrix hat in Faserrichtung bessere mechanische Eigenschaften als quer dazu. Wie nennt man dieses Phänomen?
Anisotropie oder richtungsabhängige mechanische Eigenschaften (s. S. 244)
Durch welche Besonderheit ist es bei Gleichläufigen Doppelschneckenextrudern möglich, sie sehr gut an die unterschiedlichsten Verfahrensaufgaben anzupassen?
Segmentierte (modulare) Bauweise (0,5 P)
von Schnecke und Zylinder (0,5 P)
Ein Prüfverfahren das zu den thermoanalytischen Verfahren zählt ist die DSC (Differential Scanning Calorimetry).
Nennen Sie vier charakteristische Kennwerte, die mittels der DSC bestimmt werden können.
Wärmekapazität
Schmelzeenthalpie
spezifische Wärme
Umwandlungstemperatur (S. 191 unten)
Ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen Kunststoffen ist die Polymerisation. Die Polymerisation lässt sich in drei Teilschritte unterteilen.
Bitte benennen Sie diese drei Teilschritte.
i) Startreaktion
ii) Wachstumsreaktion
iii) Abbruchreaktion (S.26)
Eine Spritzgießmaschine ist im Wesentlichen aus 5 Komponenten aufgebaut.
Benennen Sie bitte diese Komponenten.
i) Plastifiziereinheit
ii) Werkzeug
iii) Schließeinheit
iv) Maschinenbett
v) Steuer- und Regeleinheit (S. 204)
Faserverbundkunststoffe (FVK) sind, ein Verbund aus Fasern und unterschiedlichen Matrixmaterialien. Die derzeit am häufigsten verwendeten Matrixsysteme sind duroplastisch.
Welches weitere polymere Matrixsystem wird für FVK verwendet?
Thermoplastische Matrices (S.250)
Faserverbundkunststoffe weisen eine Reihe von Eigenschaften auf, die sie als Konstruktionswerkstoff auszeichnen.
Nennen Sie vier dieser Eigenschaften
niedrige Dichte,
hohe spezifische Steifigkeit und Festigkeit
hohes Dämpfungsvermögen
geringe Wärmeausdehnung (S. 272)
Geben Sie an, ob die unten aufgeführten Eigenschaften eines Polyamid-Formteils durch die Aufnahme von Wasser gesteigert (+) oder verringert (–) werden.
Festigkeit
Härte
Zähigkeit
Steifigkeit
Festigkeit -
Härte -
Zähigkeit +
Steifigkeit -
