K09: Kunststoffe Grundlagen

Eigenschaften:

• geringe Dichte

• niedrige Verarbeitungstemperaturen

• niedrige (thermische und elektrische) Leitfähigkeit

• hohe chemische Beständigkeit

Kunststoffe sind:

• weich und dehnbar ODER hart und steif

• häufig transparent

• durchlässig für Medien

• Polymere sind Makromoleküle aus vielen kettenförmig aneinander gereihten, häufig wiederkehrenden und meist relativ einfach aufgebauten Monomereinheiten

• Das Entfernen/ Hinzufügen eines Moleküls verändert die Eigenschaften der Polymers kaum

• Polymere sind so lang, dass knäuelartige Strukturen entstehen

• Polymerisation

• Polykondensation

• Polyaddition

• Kettenreaktion

• keine Nebenprodukte

• Startreaktion -> Kettenwachstumsreaktion -> Abbruchreaktion

• Stufenreaktion

• Abspaltung von Nebenprodukten (z.B. Wasser oder Alkohol)

• Monomer mit funktioneller Gruppe (z.B. Hydroxyl- oder Carboxylgruppe)

• Stufenreaktion

• keine Abspaltung von Nebenprodukten

• Monomere mit funktioneller Gruppe (z.B. Hydroxyl- oder Carboxylgruppe)

Die Dichte ist stark von Art und Anzahl der Seitenketten abhängig

1) Elastomere

• nicht schmelzbar

• nicht löslich

• quellbar (Platz zwischen den Netzen)

• Raumtemperatur: elastisch-weich

2) Thermoplaste

• schmelzbar

• löslich

• quellbar

• Raumtemperatur: weich- bis hart-zäh oder hart-spröde

3) Duroplaste

• nicht schmelzbar

• nicht löslich

• nicht quellbar (kein Platz zwischen den Netzen)

• Raumtemperatur: hart

(Geordnet nach steigender Wärmeformbeständigkeit)

1) Standardthermoplaste/Massenkunststoffe

• in großen Mengen hergestellte Thermoplaste

• Verpackung, Gehäuse, Bauwesen

• Kunststoffe: PE, PVC, PP, PS

2) Technische Thermoplaste (“Ingenieurkunststoffe”)

• bessere mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften

• geeignet für komplexe Beanspruchungen

• Kunststoffe: PA, PET, PC

3) Hochleistungsthermoplaste

• herausragende Eigenschaften für thermische Einsatzgrenzen

• hohe Anforderungen während der Verarbeitung

• Kunststoffe: PPS, PES

• In der Schmelze sind die Polymere zähflüssig und die Makromoleküle regellos angeordnet

• Unterhalb der Glasübergangstemperatur erstarren Polymere regellos (amorph)

• Regelmäßig aufgebaute Polymere können kristallisieren

• Polymere können nur bei ausreichender Beweglichkeit der Kettensegmente (deutlich oberhalb der Glastemperatur) kristallisieren

• Durch Fließbewegung können Polymerketten in der Schmelze in eine Vorzugsrichtung ausgerichtet werden (Orientierung) -> richtungsabhängig unterschiedliche Eigenschaften

• Wissenschaft von der Deformation und dem Fließen der Körper

• Fließen ist die fortwährende Bewegung eines Materials unter Einwirkung äußerer Kräfte

• Wie reagiert ein Stoff auf eine bestimmte Deformation und wie kann man diese Reaktion beschreiben, erklären und messen?