Werkstoffe II – Materialstrukturen – FS 2017 F. Wittel ([email protected] / HIF E28.1) Kunststoffe 1 (Kunststoffe Basics): wahr falsch Polymere können nach Reaktionstypen, die von Monomeren zu Makromolekülen X führen in Polymerisate, -kondensate und –addukte eingeteilt werden. Polymere können nach ihrem Temperatur-Schubmodulverhalten klassifiziert werden. X Die Glastemperatur von Elastomeren ist deutlich über der Raumtemperatur. X Das Schubmodul von Thermoplasten nimmt stetig mit der Temperatur zu. X Thermoplaste können teilkristallin oder amorph sein, wobei amorphe eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweisen. X Thermoplaste verflüssigen sich oberhalb der Schmelztemperatur. X Beim starken Erhitzen werden Makromoleküle durch gestiegene Molekularbewegung zerstört (cracking). X Sind Moleküle stärker vernetz, wird das Material im Allgemeinen steifer und hat geringere Bruchdehnung. X Amorphe Thermoplaste bilden sich vorzugsweise bei verzweigten Makromolekülen mit X sperrigen Seitengruppen aus. X Man unterscheidet zwischen Duroplasten, die fadenförmig aufgebaut sind und Thermoplasten, mit räumlich engmaschig, vernetzter Molekülstruktur und vielen kovalenten Bindungen. Elastomere weisen eine räumlich weitmaschig vernetzte Molekülstruktur auf mit X wenigen chemischen Vernetzungsbrücken. Teilkristalline Thermoplaste bilden sich vorzugsweise bei linearen Makromoleküle mit wenig Seitengruppen aus. X Die Kettenlängen in einem Thermoplast sind für alle Makromoleküle mehr oder weniger identisch. X Bauteile aus Duromeren werden beim Recycling aufgeschmolzen und in neue Form gebracht. X Elastomere verhalten sich in Bezug auf ihre Querdehnung inkompressibel wie Flüssigkeiten. X Über Zusatz- und Hilfsstoffe können die Eigenschaften von Kunststoffen auf die Anwendung hin eingestellt werden. X Werkstoffe II – Materialstrukturen – FS 2017 F. Wittel ([email protected] / HIF E28.1) Kunststoffe 1 (Verarbeitung und Prüfung): wahr falsch Bauteile aus Thermoplasten können über Reibschweissen miteinander verbunden werden. X Dünne Folien werden über Extrudionsblasen oder Kalandrieren in fast beliebiger Dicke X hergestellt. Dicke Dichtungsbahnen bestehen meist aus Duromeren, da sie sehr Dauerhalft sein müssen. x Strangpressprofile werden meist aus Duromeren im Extrusionsverfahren hergestellt. X Prinzipiell lassen sich alle Kunststoffe – auch Duromere - zu Partikel- und Extruderschäumen verarbeiten. X Integralschäume weisen über die Dicke homogene Eigenschaften auf. X Thermoplaste können zu geschlossenzelligen, expandierten Partikelschäumen gesintert X werden. Extrudergeschäumte Schaumstoffe weisen eine geschlossene Aussenhaut auf. X X Je höher der Kristallisationsgrad in einem teilkristallinen Thermoplasten ist, desto geringer ist dessen Zugfestigkeit und Kriechneigung. Die Zugfestigkeit von Thermoplasten sinkt bei steigender Temperatur ab. X Kunststoffe neigen zu starkem kriechen, weshalb bei ihrer Auslegung das Langzeitverhalten X berücksichtigt werden muss. Aus Kurzzeitversuchen bei erhöhter Temperatur lässt sich auf das Kriechverhalten bei X geringeren Temperaturen schliessen. X Die Zeitstandfestigkeit von Kunststoffen liegt meist über der Einsatzdauer, weshalb bei ihrer Auslegung das Langzeitverhalten nicht berücksichtigt werden muss. Das Alterungsverhalten kann im Labor mit künstlicher Bewitterung und Bestrahlung untersucht werden. X Die Topfzeit gibt bei vernetzenden Kunststoffen an, wie lange nach dem Mischen der Kunststoff im Topf sein muss, bevor er verarbeitet werden kann. Die Topfzeit gibt bei vernetzenden Kunststoffen an, wie lange nach dem Mischen die X Temperatur in einem isolierten Becher mit 100ml Harz unter 40°C bleibt. X
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