Handbuch Kunststoff Additive

Vorwort

Autorenverzeichnis

Die Herausgeber

Die Mitverfasser

Abkürzungsverzeichnis

Kunststoffe

Kunststoff-Additive

Chemikalien

Analytische Methoden und technische Fachbegriffe

Normungsorganisationen, Behoerden, Normen, Regularien

Inhaltsverzeichnis

1 Antioxidantien

Alex Wegmann, André Le Gal, Daniel Müller

1.1 Einleitung

1.2 Oxidativer Abbau von Polymeren

1.2.1 Einleitung

1.2.2 Autoxidation

1.2.3 Inhibierung der Autoxidation

1.3 Wirkungsweise von Antioxidantien

1.3.1 H-Donoren

1.3.1.1 Aromatische Amine

1.3.1.2 Sterisch gehinderte Phenole

1.3.2 Hydroperoxidzersetzer

1.3.2.1 Phosphite/Phosphonite

1.3.2.2 Thiosynergisten

1.3.3 Alkylradikalfänger

1.3.3.1 Sterisch gehinderte Aminstabilisatoren (HAS)

1.3.3.2 Hydroxylamine

1.3.3.3 Benzofuranone

1.3.3.4 Acryloyl-modifizierte Phenole

1.3.4 Metalldesaktivatoren

1.3.5 Multifunktionelle Stabilisatoren

1.3.6 Mischungen von Stabilisatoren

1.4 Prüfung von Antioxidantien

1.4.1 Allgemeine Aspekte

1.4.2 Versagensmechanismen in Polymeren

1.4.2.1 Amorphe Polymere

1.4.2.2 Teilkristalline Polymere

1.4.3 Probenvorbereitung

1.4.3.1 Labormethoden

1.4.3.2 Einarbeitung im Produktionsmaßstab

1.4.4 Testmethoden

1.4.5 Verarbeitungsstabilität in der Schmelze

1.4.6 Thermische Analysen

1.4.7 Chemilumineszenz

1.4.8 Thermische Langzeitstabilität

1.4.8.1 Ofenalterungstechniken

1.4.8.2 Versuche unter externer Belastung

1.4.9 Vorhersage der Lebensdauer

1.5 Stabilisierung ausgewählter Substrate

1.5.1 Polyolefine

1.5.1.1 Allgemeine Aspekte

1.5.1.2 Verarbeitungsstabilisierung in der Schmelze

1.5.1.3 Thermische Langzeitstabilisierung

1.5.1.4 Einfluss von Füllstoffen und Pigmenten

1.5.1.5 Spezielle Anforderungen in besonderen Anwendungen

1.5.2 Elastomere und Thermoplastische Elastomere (TPE)

1.5.2.1 Allgemeine Aspekte

1.5.2.2 Polybutadien Kautschuk (BR)

1.5.2.3 Polyisopren Kautschuk (IR)

1.5.2.4 Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)

1.5.2.5 Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR)

1.5.2.6 Ethylen-Propylen-Kautschuke (EPM, EPDM)

1.5.2.7 Polystyrol-Polydien-Blockcopolymere (TPE-S)

1.5.3 Styrolpolymere

1.5.3.1 Standardpolystyrol (PS)

1.5.3.2 Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN)

1.5.3.3 Schlagzähes Polystyrol (PS-I oder (H)IPS)

1.5.3.4 Transparentes, schlagzähes Polystyrol (CLIPS)

1.5.3.5 Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS)

1.5.3.6 Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer (MBS)

1.5.3.7 Weitere styrolbasierte Pfropfcopolymere

1.5.4 Polyamide (PA)

1.5.4.1 Aliphatische Polyamide

1.5.4.2 Aromatische Polyamide

1.5.5 Polyester

1.5.5.1 Polyethylenterephthalat (PET)

1.5.5.2 Polybutylenterephthalat (PBT)

1.5.5.3 Ungesättigte Polyester (UP)

1.5.6 Polyoxymethylene (POM)

1.5.7 Polycarbonat (PC)

1.5.8 Polyurethane (PUR)

1.5.9 Polyvinylchlorid (PVC)

1.5.10 Polyphenylenether (PPE)

1.5.11 Hochleistungsthermoplaste

1.5.12 Polymermischungen und -legierungen

1.5.13 Biokunststoffe

1.6 Technologische Trends

1.7 Verzeichnis der chemischen Strukturen, CAS-Nummern, Handelsnamen, und Produzenten von Stabilisatoren

1.7.1 Primäre Antioxidantien

1.7.2 Sekundäre Antioxidantien (Phosphite/Phosphonite)

1.7.3 Sekundäre Antioxidantien (Thiosynergisten)

1.7.4 Metalldesaktivatoren

1.7.5 Ni-Quencher

1.7.6 UV-Absorber

1.7.7 Sterisch gehinderte Amine HA(L)S

1.7.8 Hersteller/Lieferanten

1.8 Literatur

2 Lichtschutzmittel

Markus Grob, Gregor Huber, Heinz Herbst, André Le Gal, Daniel Müller, Howard Priest, Cinzia Tartarini, Andreas Thuermer, Liane Schulz, Alex Wegmann, Wiebke Wunderlich, Jürg Zingg, Manuele Vitali, François Gugumus†

2.1 Einleitung

2.2 Photoabbau von Kunststoffen

2.2.1 Ultraviolettspektrum des Sonnenlichts

2.2.2 Physikalisch-chemische Prozesse, die durch Lichtabsorption auftreten

2.2.3 Die Energie des Lichts und dessen Absorption

2.2.4 Photooxidationsschema

2.2.5 Photooxidation von Polyolefinen

2.2.5.1 Photooxidation von PP

2.2.5.2 Photooxidation von PE

2.2.6 Photooxidation von Elastomeren

2.2.7 Photooxidation von Styrol-Kunststoffen

2.2.8 Photooxidation von Polyamiden

2.2.8.1 Aliphatische Polyamide

2.2.8.2 Aromatische Polyamide

2.2.9 Photooxidation von Polyvinylchlorid

2.2.10 Photooxidation von Polycarbonat

2.2.11 Photooxidation von Polyacetalen

2.2.12 Photooxidation von PUR

2.2.13 Photooxidation von linearen Polyestern

2.2.14 Photooxidation von thermoplastischen Polyester-Elastomeren

2.2.15 Photooxidation von Polyacrylaten und Polymethacrylat

2.2.16 Photooxidation von PPE

2.2.17 Photooxidation von Polysulfon

2.2.18 Photooxidation von Epoxidharzen

2.2.19 Photooxidation von anderen Polymeren

2.3 Mechanismen für die UV-Stabilisierung

2.3.1 UV-Absorption

2.3.2 Quenchen

2.3.3 Hydroperoxidzersetzung

2.3.4 Abfangen von freien Radikalen

2.3.5 Sterisch gehinderte Amine (HALS)

2.3.5.1 Stabilisierungsmechanismen der HALS-Oxidationsprodukte

2.3.5.2 Stabilisationsmechanismen von HALS

2.4 Lichtschutzmittelprüfung

2.4.1 Natürliche Bewitterung

2.4.2 Künstliche Bewitterung

2.4.3 Einfluss von Pigmenten auf die Lichtschutzmittelprüfung

2.5 Technische Aspekte der Lichtstabilisierung

2.5.1 Stabilität und Flüchtigkeit

2.5.2 Löslichkeit, Kompatibilität, Migration und Extraktion von Lichtschutzmitteln

2.5.3 Handhabung und Sicherheit

2.5.4 Praktische Aspekte der Lichtstabilisierung

2.5.5 Strukturen von Lichtschutzmitteln

2.6 Stabilisierung von ausgewählten Kunststoffen

2.6.1 Stabilisierung von Polyolefinen

2.6.1.1 UV-Stabilisierung von PP

2.6.1.2 UV-Stabilisierung von PE

2.6.1.3 UV-Stabilisierung von Polyolefinen in der Landwirtschaft

2.6.2 Stabilisierung von Elastomeren

2.6.2.1 Lichtstabilisierung von Klebstoffen

2.6.3 Stabilisierung von Styrolpolymeren

2.6.4 Stabilisierung von Polyamiden

2.6.4.1 Stabilisierung von Polyamidfasern

2.6.5 Stabilisierung von Polyvinylchlorid

2.6.6 UV-Stabilisierung von Polycarbonat

2.6.7 UV-Stabilisierung von Polyacetal

2.6.8 UV-Stabilisierung von Polyurethanen

2.6.9 UV-Stabilisierung linearer Polyester

2.6.10 UV-Stabilisierung ungesättigter Polyester

2.6.11 UV-Stabilisierung thermoplastischer Polyester-Elastomere

2.6.12 UV-Stabilisierung von Polyacrylaten

2.6.13 UV-Stabilisierung von Polyphenylenether

2.6.14 UV-Stabilisierung von Polysulfonen

2.6.15 UV-Stabilisierung von Epoxidharzen

2.6.16 Stabilisierung anderer Polymere

2.7 Strukturformeln

2.8 Literatur

3 PVC-Stabilisatoren

Thomas Hopfmann, Karl-Josef Kuhn, Johannes Kaufhold, Michael Schiller

3.1 PVC-Markt, Additiv-Markt und Nachhaltigkeit

3.2 Thermischer Abbau von PVC

3.2.1 Schädigung durch thermische Einflüsse

3.2.2 Stabilisatorfunktionen

3.3 Stabilisierung von PVC

3.3.1 Organozinnstabilisatoren

3.3.1.1 Organozinnmercaptide und -sulfide

3.3.1.2 Organozinncarboxylate

3.3.2 Metallseifenstabilisatoren

3.3.2.1 Prinzip der Metallseifenstabilisierung

3.3.2.2 Stabilisatorformen

3.3.2.3 Bleistabilisatoren

3.3.2.4 Ältere Stabilisierungssysteme und Exoten

3.3.3 Schwermetallfreie PVC-Stabilisierung

3.3.3.1 Organische Stabilisierung

3.3.3.2 Weitere stickstoffhaltige, organische Stabilisatoren

3.3.3.3 Stabilisierung mit Perchloraten

3.3.4 Co-Stabilisatoren

3.3.4.1 Phosphite

3.3.4.2 Polyole

3.3.4.3 b-Diketone

3.3.4.4 Sterisch gehinderte Amine (HALS)

3.3.4.5 Antioxidantien

3.3.4.6 Anorganische Co-Stabilisatoren

3.4 Richtrezepturen

3.5 Prüfverfahren

3.5.1 Mischen

3.5.2 Farbmessungen

3.5.3 Prüfung der Thermostabilität

3.5.3.1 Statischer Hitzetest

3.5.3.2 Dynamischer Hitzetest

3.5.3.3 Bestimmung der HCl-Abspaltung

3.5.4 Prüfung des Einflusses von Thermostabilisatoren auf das Verarbeitungsverhalten

3.5.5 Prüfung der elektrischen Eigenschaften

3.5.6 Bestimmung der Wetter- und Lichtstabilität

3.5.7 Spezielle Prüfmethoden für Automobilanwendungen

3.5.7.1 Fogging-Test

3.5.7.2 Lagerungstest

3.5.7.3 Aminresistenz

3.6 Stabilisatorenhersteller in Europa

3.7 Literaturverzeichnis

4 Säurefänger

Stefan Fokken, Frank Reichwald

4.1 Einführung

4.2 Grundprinzip der Wirkungsweise (Ablauf)

4.3 Physikalische und chemische Beschreibung der Additive

4.3.1 Metallseifen

4.3.2 Hydrotalcite

4.3.3 Hydrocalumit

4.3.4 Zeolithe

4.3.5 Oxide und Hydroxide

4.4 Einarbeitung von Additiven in Polymere

4.5 Austestung von Additiven in Polymeren

4.5.1 Untersuchung des Korrosionswiderstandes

4.5.2 Mehrfachextrusion

4.5.3 Gelbfärbungsindex (Yellowness Index YI, DIN ISO 6167)

4.5.4 Schmelzflussindex/Schmelzvolumenindex (MFR, ASTM D1238, DIN ISO 1133)

4.5.5 Filtrationsindex (FI, ASTM D3218, DIN EN 13900-5)

4.6 Formulierungsbeispiele und Additivverhalten in verschiedenen Polyolefinen

4.7 Wechselwirkungen mit anderen Additiven

4.8 Technologietrends

4.9 Zusammenfassung

4.10 Liste der Hersteller nach Produktgruppen

4.11 Literatur

5 Oberflächenaktive Zusatzstoffe

Eric Richter, Ottmar Schacker

5.1 Einführung

5.2 Gleitmittel

5.2.1 Einleitung

5.2.2 Chemie der Gleitmittel

5.2.2.1 Fettalkohole

5.2.2.2 Fettsäuren und deren Salze

5.2.2.3 Fettsäureamide

5.2.2.4 Fettsäureester

5.2.2.5 Montansäureester

5.2.2.6 Polyolefinwachse

5.2.2.7 Polare Polyolefinwachse

5.2.2.8 Paraffine

5.2.2.9 Spezialitäten

5.2.3 Stoffcharakterisierung

5.2.4 Wirkungsweise

5.2.5 Anwendungstechnische Prüfung

5.2.5.1 Laborkneter

5.2.5.2 Extrusiometer

5.2.5.3 Kapillarrheologie

5.2.5.4 Laborwalzwerk

5.2.5.5 Druckfiltertest

5.2.5.6 Foliennote

5.2.5.7 Spritzgießen

5.2.5.8 Fertigteilprüfung

5.2.6 Anwendung

5.2.6.1 Polyvinylchlorid

5.2.6.2 Polyolefine

5.2.6.3 Technische Thermoplaste

5.2.6.4 Elastomere

5.2.6.5 Pigmentdispergierung

5.3 Verarbeitungshilfsmittel

5.3.1 Einführung

5.3.2 Chemie der Verarbeitungshilfsmittel für PVC

5.3.2.1 Stoffcharakterisierung

5.3.2.2 Wirkungsweise

5.3.2.3 Anwendungstechnische Prüfung

5.3.2.4 Anwendung

5.3.3 Chemie der Verarbeitungshilfsmittel für Polyolefine

5.3.3.1 Stoffcharakterisierung

5.3.3.2 Wirkungsweise

5.3.3.3 Anwendungstechnische Prüfung

5.3.3.4 Anwendung

5.4 Antistatika

5.4.1 Einführung

5.4.2 Chemie der Antistatika

5.4.2.1 Interne Antistatika

5.4.2.2 Permanente Antistatika

5.4.3 Stoffcharakterisierung

5.4.4 Wirkungsweise

5.4.4.1 Interne Antistatika

5.4.4.2 Permanente Antistatika

5.4.5 Anwendungstechnische Prüfung

5.4.6 Anwendung

5.5 Antifogging-Additive

5.5.1 Einführung

5.5.2 Chemie der Antifogging-Additive

5.5.3 Stoffcharakterisierung

5.5.4 Wirkungsweise

5.5.5 Anwendungstechnische Prüfung

5.5.6 Anwendung

5.6 Slip-Additive

5.6.1 Einführung

5.6.2 Chemie der Slip-Additive

5.6.3 Charakterisierung und Prüfung der Slip-Additive

5.6.4 Wirkungsweise und Einsatz der Slip-Additive

5.7 Handelsnamen und Lieferanten

5.8 Literatur

6 Nukleierungsmittel und Transparenzverstärker

Ralph D. Maier, Per Magnus Kristiansen

6.1 Einleitung

6.2 Nukleierung und Kristallisation semikristalliner Polymere

6.2.1 Strukturelle Merkmale und Parameter

6.2.2 Der Kristallisationsvorgang

6.2.3 Definitionen

6.2.3.1 Primäre Nukleierung

6.2.3.2 Sekundäre Nukleierung

6.2.4 Kristallisationskinetik

6.2.4.1 Isotherme Kristallisation

6.2.4.2 Nicht-isotherme Kristallisation

6.2.4.3 Kristallisationskinetik in Theorie und Praxis

6.2.5 Morphologie-Bausteine

6.3 Heterogene Nukleierungsmittel

6.3.1 Strukturelle Merkmale

6.3.2 Bedeutung der Epitaxie

6.3.3 Wirkungsweise

6.3.3.1 Auswirkungen auf die Kristallisatonskinetik

6.3.3.2 Effizienz von Nukleierungsmitteln

6.3.3.3 Einfluss der Nukleierung auf die Morphologie

6.3.3.4 Einfluss auf Verarbeitungs- und Anwendungseigenschaften

6.3.3.5 Struktur-Eigenschaftsbeziehungen

6.4 Nukleierungsmittel und Clarifier für Polypropylen

6.4.1 Nukleierungsmittel-Klassen

6.4.1.1 Anorganische Nukleierungsmittel

6.4.1.2 Salze von Carbonsäuren

6.4.1.3 Sorbitolacetale

6.4.1.4 Nukleierungsmittel auf Kolophonium-Basis

6.4.1.5 Carbonsäureamide

6.4.1.6 Salze von Organophosphorsäuren

6.4.1.7 Pigmente

6.4.1.8 Metallsalze organischer Hydroxyverbindungen

6.4.1.9 Polymere Nukleierungsmittel

6.4.1.10 Sonstige Nukleierungsmittel

6.4.1.11 Effizienz

6.4.2 Nukleierung der b-Modifikation

6.4.2.1 b-Nukleierungsmittel

6.4.2.2 Wirkungsweise

6.4.2.3 b-Selektivität

6.4.2.4 Mechanische Eigenschaften

6.4.3 Indirekte Nukleierung der g-Modifikation

6.4.4 Transparenzverstärker

6.4.4.1 Klassen von Transparenzverstärkern

6.4.4.2 Phasenverhalten

6.4.5 Praktische Aspekte der PP-Nukleierung

6.4.5.1 Konzentrationsbereich

6.4.5.2 Eigenschaftsspektrum von nukleiertem PP

6.4.5.3 Eigenschaftsspektrum von Transparenzverstärkern

6.4.5.4 Wechselwirkung mit anderen Additiven

6.5 Nukleierung von Polyamiden

6.5.1 Polyamid 6

6.5.2 Polyamid 66

6.6 Nukleierung von Polyethylenterephthalat

6.6.1 Heterogene Nukleierung

6.6.2 Chemische Nukleierung

6.6.2.1 Mechanismus

6.6.2.2 Chemische Nukleierungsmittel

6.6.2.3 Nebenwirkungen

6.6.3 Nukleierung durch Metallhydroxide

6.6.4 Nukleierung durch Weichmachung

6.6.5 Praktische Aspekte der PET-Nukleierung

6.7 Nukleierung von Polyethylen

6.7.1 Polyethylen hoher Dichte

6.7.2 Polyethylene niederer Dichten

6.8 Polylactid

6.9 Poly-1-buten

6.10 Nukleierung sonstiger semikristalliner Polymere

6.11 Resümee und Ausblick

6.12 Liste kommerzieller Nukleierungsmittel, Handelsnamen und Hersteller

6.13 Literatur

7 Farbmittel

7.1 Einleitung

7.2 Farbe

7.2.1 Definition des Begriffs Farbe

7.2.1.1 Die Lichtquelle

7.2.1.2 Absorption durch das Farbmittel

7.2.1.3 Observation

7.2.2 Metamerismus

7.2.3 Transparenz und Opazität

7.2.4 Dichroismus – Optische Anisotropie

7.3 Farbmittel

7.3.1 Begriffsdefinitionen

7.3.1.1 Pigmente

7.3.1.2 Farbstoffe

7.3.1.3 Nomenklatur

7.3.2 Eigenschaften, Prüfmethoden und Bewertung der Leistungsfähigkeit

7.3.2.1 Hitzebeständigkeit

7.3.2.2 Lichtechtheit

7.3.2.3 Wetterbeständigkeit

7.3.2.4 Migrationsverhalten

7.3.2.5 Abrasionsverhalten

7.3.2.6 Plate-Out

7.3.2.7 Kreiden

7.3.2.8 Einfluss auf die rheologischen Eigenschaften

7.3.2.9 Verzug

7.3.3 Farbmittel-Klassen

7.3.3.1 Weiße Farbmittel

7.3.3.2 Schwarze Farbmittel

7.3.3.3 Anorganische Farbpigmente

7.3.3.4 Organische Farbmittel

7.3.3.5 Effektpigmente

7.3.3.6 Wichtige Pigmente und Farbstoffe für die Einfärbung von Kunststoffen

7.4 Einfärbetechnologie

7.4.1 Einarbeitung des Farbmittels

7.4.1.1 Dispergierung

7.4.1.2 Verteilung und Homogenisierung

7.4.1.3 Dispergiertechnologie

7.4.2 Auswahlkriterien für Farbmittel

7.4.3 Probleme bei der Dispergierung

7.4.4 Lieferformen

7.4.4.1 Pulverpigmente

7.4.4.2 Staubarme rieselfähige Pigmente

7.4.4.3 Pigmentmischungen

7.4.4.4 Feste Farbkonzentrate

7.4.4.5 Flüssige Farbkonzentrate

7.5 Einfärben von Kunststoffen

7.5.1 Einfärbung von PVC

7.5.1.1 Pigmente und Pigmentformen

7.5.1.2 Wechselwirkungen mit Bestandteilen des Compounds

7.5.1.3 Verarbeitung

7.5.1.4 Anforderung der Anwendung und Prüfbedingungen

7.5.2 Einfärbung von Polyolefinen

7.5.2.1 Pigmente und Pigmentformen

7.5.2.2 Wechselwirkungen mit dem Kunststoff und den Kunststoffadditiven

7.5.2.3 Verarbeitung

7.5.2.4 Anwendungen und Prüfung

7.5.3 Einfärbung von Styrolkunststoffen und Acrylkunststoffen

7.5.3.1 Kriterien für die Einfärbung

7.5.3.2 Farbmittel für Polystyrol, PMMA und SAN

7.5.3.3 Farbmittel für ABS und ASA

7.5.4 Polyamide und Polycarbonat

7.5.5 Polyurethane

7.5.6 Thermoplastische Polyester und andere technische Kunststoffe

7.6 Prüfverfahren

7.7 Trends und Zukunftsaussichten

7.8 Liste der Farbmittellieferanten

7.9 Literatur

8 Optische Aufheller

Alfred G. Oertli

8.1 Einleitung

8.2 Wirkmechanismen optischer Aufheller

8.3 Auswahl optischer Aufheller

8.4 Struktur optischer Aufheller

8.5 Einarbeitung optischer Aufheller

8.6 Prüfung optischer Aufheller

8.6.1 Migration und Ausschwitzen

8.6.2 Effekt des Aufhellens

8.6.3 Lichtstabilität

8.7 Eigenschaften optischer Aufheller in verschiedenen Kunststoffen

8.7.1 Polyvinylchlorid (PVC)

8.7.2 Polystyrol und Styrol-Copolymere

8.7.3 Polycarbonat

8.7.4 Polyurethan

8.7.5 Polyolefine

8.7.6 Polymethylmethacrylat (PMMA)

8.7.7 Ungesättigte Polyester

8.7.8 Polyethylenterephthalat (PET)

8.7.9 Polyamidfasern

8.8 Technologische Trends

8.9 Index von Handelsnamen, Herstellern und Verkäufern

8.10 Literatur

9 Vernetzung und kontrollierter Abbau von Polyolefinen

Dan Munteanu †

9.1 Einleitung

9.2 Grundlagen der Polyolefin-Vernetzung und kontrollierter Abbau

9.2.1 Erzeugung und Verbleib von Makroradikalen in Polyolefinen

9.2.1.1 Systeme mit freien Radikalen

9.2.1.2 Kettenspaltung, Verzweigung und Vernetzung

9.2.1.3 Pfropfen funktioneller Monomere

9.2.2 Strahlenvernetzung

9.2.3 Peroxidvernetzung

9.2.4 Silanvernetzung

9.2.4.1 Silanfunktionalisierte Polyolefine

9.2.4.2 Feuchtigkeitsvernetzung von silanfunktionalisierten Polyolefinen

9.3 Vernetzung, Kettenspaltung und Pfropfen mit organischen Peroxiden

9.3.1 Strukturen und allgemeine Eigenschaften

9.3.2 Peroxidzersetzung

9.3.3 Lagerung und Sicherheitsanforderungen

9.3.4 Wichtige Hersteller und Handelssorten der Peroxide

9.4 Organofunktionelle Silane

9.4.1 Strukturen und allgemeine Eigenschaften

9.4.2 Flüssige Silanformulierungen

9.4.3 Trockensilanformulierungen

9.5 Einarbeitung von Peroxiden und Silanen in Polyolefine

9.5.1 Dosieren von festen Zusatzstoffen

9.5.2 Sprühen flüssiger Zusatzstoffe

9.5.3 Direktes Einspritzen von flüssigen Zusatzstoffen

9.5.4 Sicherheitsanforderungen beim Dosieren

9.6 Technische Aspekte der Peroxidvernetzung

9.6.1 Auswahl der Peroxide

9.6.2 Verfahrensparameter

9.6.2.1 Verarbeitungs- und Vernetzungstemperatur

9.6.2.2 Peroxidkonzentration

9.6.2.3 Polyolefinstruktur

9.6.2.4 Vernetzungscoagenzien

9.6.2.5 Stabilisatorpakete und Scorch-Verzögerer

9.6.2.6 Füllstoffe und andere Hilfsstoffe

9.6.2.7 Haltbarkeit

9.6.3 Vernetzungstechniken

9.6.3.1 Draht- und Kabelisolierung

9.6.3.2 Rohre

9.6.3.3 Spritzgießen und Rotationsformen

9.6.4 Peroxidverwandte Vernetzungstechniken

9.6.4.1 UHF-Vernetzung

9.6.4.2 Vernetzung mit hochstabilen Initiatoren

9.7 Technische Aspekte der Silanvernetzung

9.7.1 Silangepfropfte Polyolefine

9.7.1.1 Zweistufiges Verfahren

9.7.1.2 Einstufiges Verfahren

9.7.1.3 Trockensilan-Verfahren

9.7.2 Ethylen-Silan-Random-Copolymere

9.7.3 Vernetzen silanmodifizierter Polyolefine mittels Feuchtigkeit

9.7.3.1 Einfluss der Verfahrensparameter

9.7.3.2 Vernetzungstechniken

9.8 Strukturen und Eigenschaften von vernetzten Polyolefinen

9.8.1 Strukturen

9.8.2 Analytische Methoden zur Untersuchung der Polyolefinvernetzung

9.8.3 Allgemeine Eigenschaften

9.9 Spezifische Eigenschaften und Anwendungen von vernetzten Polyolefinen

9.9.1 Produktdifferenzierung und Technologiewettbewerb

9.9.2 Draht- und Kabelisolierungen

9.9.2.1 Isolierung von Niederspannungskabeln

9.9.2.2 Isolierung von Mittelspannungskabeln

9.9.2.3 Isolierung von Hochspannungskabeln

9.9.3 Rohr- und Rohrleitung

9.9.4 Vernetzte Schäume

9.9.5 Andere Anwendungen

9.10 Kontrollierter Abbau von Polypropylen

9.10.1 Einfluss der Prozessparameter

9.10.1.1 Auswahl der Peroxide

9.10.1.2 Peroxidkonzentration

9.10.1.3 Verarbeitungstemperatur

9.10.1.4 Abbauverhältnis

9.10.1.5 Verarbeitungsanlagen

9.10.1.6 Stabilisierungspakete und andere Zusatzstoffe

9.10.2 Viskositätsabbau von Random- und Impactcopolymeren

9.10.3 Eigenschaften von abgebauten Polypropylenen

9.10.4 Peroxidfreier Viskositätsabbau

9.11 Technologische Trends und Ausblick

9.12 Liste der Lieferanten, Hersteller und Handelsnamen

9.13 Literatur

10 Chemische Treibmittel

Helmut Hurnik

10.1 Einleitung

10.2 Wirkungsweise von Treibmitteln

10.2.1 Allgemeine Anforderungen für die Auswahl

10.2.2 Charakterisierung von Treibmitteln

10.3 Produktklassen und Wirkmechanismen

10.3.1 Azoverbindungen

10.3.1.1 Azodicarbonsäurediamid (ADC)

10.3.1.2 Zersetzungsmechanismus

10.3.1.3 Beeinflussung der Zersetzung

10.3.2 Hydrazin-Derivate

10.3.2.1 p-Toluolsulfonylhydrazid (TSH)

10.3.2.2 p,p'-Oxybis(benzolsulfonylhydrazid) (OBSH)

10.3.3 Semicarbazide

10.3.3.1 p-Toluolsulfonylsemicarbazid (TSSC)

10.3.4 Tetrazole

10.3.4.1 5-Phenyltetrazol (5-PT)

10.3.5 N-Nitrosoverbindungen

10.3.5.1 N,N'-Dinitrosopentamethylentetramin (DNPT)

10.3.6 Carbonate

10.3.6.1 Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3)

10.3.6.2 Zersetzungsmechanismus

10.4 Funktionsadditive

10.5 Treibmittel-Zubereitungen

10.6 Prüfung chemischer Treibmittel

10.7 Einarbeitung der Treibmittel

10.7.1 Sicherheitsaspekte

10.7.2 Lieferformen

10.7.3 Anwendungen

10.7.4 Die Polymere

10.7.5 Wirtschaftliche Bedeutung

10.8 Verarbeitungsverfahren und Einsatzgebiete

10.9 Der Markt für chemische Treibmittel

10.10 Technologischer Trend und Ausblick

10.11 Herstellerverzeichnis und Handelsnamen

10.12 Literatur

11 Flammschutzmittel

Jürgen Troitzsch

11.1 Einleitung

11.2 Der Vorgang des Brennens

11.2.1 Brandablauf

11.2.2 Die Flamme

11.3 Markt

11.4 Kunststoffe und Flammschutzmittel

11.4.1 Verbrennungsprozess und Wirkungsweise von Flammschutzmitteln

11.4.2 Halogenhaltige Flammschutzmittel

11.4.2.1 Bromhaltige Flammschutzmittel

11.4.2.2 Chlorhaltige Flammschutzmittel

11.4.3 Phosphorhaltige Flammschutzmittel

11.4.4 Stickstoffhaltige Flammschutzmittel

11.4.5 Intumeszierende Flammschutzmittel

11.4.6 Anorganische Flammschutzmittel

11.4.6.1 Aluminiumhydroxid

11.4.6.2 Magnesiumhydroxid

11.4.6.3 Borhaltige Flammschutzmittel

11.4.6.4 Zink-/Zinnhaltige-Flammschutzmittel

11.4.6.5 Antimontrioxid als Synergist für halogenhaltige Kunststoffe

11.4.6.6 Weitere synergistisch wirkende Flammschutzmittel

11.4.6.7 Expandierbarer Graphit

11.4.6.8 Nanocomposites als Flammschutzmittel

11.5 Flammschutzmittelrezepturen für wichtige Polymere

11.6 Nationale und internationale Brandprüfungen

11.6.1 Bauwesen

11.6.1.1 Deutschland

11.6.1.2 Frankreich

11.6.1.3 Vereinigtes Königreich

11.6.1.4 Europäische Union

11.6.2 Elektrotechnik, Elektronik, Kabel

11.6.2.1 Brandtests

11.6.2.2 Brandtests für Kabel und Leitungen

11.6.3 Verkehrswesen

11.6.3.1 Kraftfahrzeuge

11.6.3.2 Schienenfahrzeuge

11.7 Zukünftige Entwicklungen

11.7.1 Flammschutzmittelmärkte

11.7.2 Vorschriften und Prüfverfahren

11.8 Literatur

12 Füllstoffe und Verstärkungsmittel

Michael Knerr, Emil Hersche

12.1 Einleitung

12.1.1 Definitionen

12.1.2 Wirtschaftliche Bedeutung von Füllstoffen

12.2 Eigenschaften von Füllstoffen

12.2.1 Formfaktor

12.2.2 Korngrößenverteilung

12.2.2.1 Mittlerer Teilchendurchmesser (d 50?%)

12.2.2.2 Oberer Schnitt

12.2.2.3 Die spezifische Oberfläche als Maß für den Feinstanteil

12.2.3 Oberflächenenergie

12.2.4 Weitere Eigenschaften von Füllstoffen

12.3 Eigenschaften gefüllter Kunststoffe

12.3.1 Einfluss des Formfaktors

12.3.1.1 Sphärische oder kubische Zuschlagstoffe

12.3.1.2 Plättchen- und faserförmige Füllstoffe

12.3.2 Einfluss der Korngrößenverteilung

12.3.2.1 Einfluss des oberer Schnitts

12.3.2.2 Einfluss der spezifischen Oberfläche

12.3.3 Wirkung einer Oberflächenbeschichtung

12.3.4 Weitere Eigenschaften modifizierter Kunststoffe

12.4 Anwendungskriterien für Füllstoffe und Verstärkungsmittel in Thermoplasten

12.5 Beschreibung der einzelnen Zuschlagstoffe

12.5.1 Runde und kubische Partikel

12.5.1.1 Natürliche Calciumcarbonate

12.5.1.2 Synthetische, gefällte Calciumcarbonate

12.5.1.3 Dolomit

12.5.1.4 Calciumsulfat

12.5.1.5 Bariumsulfat (Schwerspat)

12.5.1.6 Glaskugeln

12.5.1.7 Synthetische Silica

12.5.1.8 Natürliche Silica

12.5.1.9 Silikatkugeln

12.5.1.10 Feldspat und Nephelin-Syenit

12.5.1.11 Industrieruß

12.5.1.12 Holzmehl

12.5.1.13 Metalle und Metalloxide

12.5.2 Plättchenförmige Partikel

12.5.2.1 Talk

12.5.2.2 Kaolin

12.5.2.3 Glimmer

12.5.2.4 Graphit

12.5.2.5 Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid

12.5.3 Nadel- und faserförmige Partikel

12.5.3.1 Wollastonit

12.5.3.2 Whiskers

12.5.3.3 Asbest

12.5.3.4 Glasfasern

12.5.4 Weitere Mineralien

12.5.5 Organische Füllstoffe und Verstärkungsmittel

12.5.6 Elektrisch leitende Zusatzstoffe

12.5.7 Nanofüllstoffe

12.6 Haftvermittler

12.7 Verarbeitung füllstoffhaltiger und verstärkter Kunststoffe

12.7.1 PVC-U Profilextrusion

12.7.2 Rohrextrusion

12.7.3 Compoundieren

12.7.4 Kabelextrusion

12.7.5 Blas- und Flachfolienextrusion

12.7.6 Plattenextrusion und Thermoformen

12.7.6.1 Zuschlagstoffe beim Thermoformen

12.7.6.2 Plattenextrusion

12.7.6.3 Thermoformprozess

12.7.7 Spritzgießen

12.7.8 Holzmehlverarbeitung

12.7.9 Blasformen

12.7.10 Rezyklieren

12.8 Anwendungen füllstoffhaltiger und verstärkter Kunststoffe

12.8.1 PVC-Profile

12.8.2 Mineralien in Rohren

12.8.3 PVC-Plastisol-Produkte

12.8.4 Produkte aus ungesättigten Polyesterharzen

12.8.5 Kabel und Drähte

12.8.6 Blas- und Flachfolien

12.8.7 Platten und tiefgezogene Formteile

12.8.8 Spritzgegossene Artikel

12.8.9 Holzfaserverbundwerkstoffe

12.8.10 Blasgeformte Kunststoff-Hohlkörper

12.8.11 Nukleierung semikristalliner Polymere durch Mineralien

12.8.12 Füllstoffe in technischen Kunststoffen

12.9 Ausblick, technologischer Trend

12.10 Verzeichnis der Handelsnamen und Hersteller von Füllstoffen und Verstärkungsmitteln

12.11 Literatur

13 Biozide Wirkstoffe

Dietmar Ochs

13.1 Einleitung

13.2 Grundlagen

13.2.1 Schadorganismen

13.2.1.1 Bakterien

13.2.1.2 Pilze

13.2.1.3 Algen

13.2.1.4 Biofilme

13.2.2 Rahmenbedingungen für Mikrobenwachstum

13.2.3 Wirkung von Bioziden

13.3 Anwendungen und Effekte

13.3.1 Verwendungszwecke

13.3.2 Anforderungsprofil

13.3.3 Biostabilisation von Kunststoffen und Beschichtungen

13.3.3.1 Mikrobiell bedingte Schädigungsformen bei Kunststoffen

13.3.3.2 Mikrobiologisch auffällige Kunststoffanwendungen

13.3.3.3 Folgen mikrobieller Angriffe auf Kunststoffe

13.3.3.4 Anfällige Substrate

13.3.4 Hygienische Oberflächen

13.3.4.1 Komplementäre Verwendung von bioziden Kunststoffen und Reinigungsprodukten

13.3.4.2 Anwendungen im privaten Bereich

13.4 Stoffe und Technologien

13.4.1 Freisetzung und Aktivität

13.4.2 Wirkstoffe

13.4.2.1 Additive

13.4.3 Immobilisierte Biozide

13.4.4 Regenerationsmethode

13.4.5 Photokatalytisch aktive Oberflächen

13.4.6 Trends und neuere Entwicklungen

13.4.6.1 Antimikrobielle Substanzen natürlichen Ursprungs

13.4.6.2 Anti-adhäsive Oberflächen

13.5 Testmethoden

13.5.1 Agardiffusionstestverfahren

13.5.2 Testverfahren mit direkter Kontamination der Prüfmuster

13.5.3 Testmethoden zur Prüfung der Stabilität von Kunststoffen

13.5.4 Allgemeine Betrachtungen der Testung von antimikrobiellen Effekten

13.5.5 Standardtestmethoden

13.6 Regulatorische Bestimmungen

13.6.1 Europa

13.6.2 USA

13.6.3 REACH-Verordnung

13.7 Herstellerverzeichnis

13.8 Literatur

14 Additiv-Präparationen für die Polyolefin-Stabilisierung

Andreas Thürmer, Thomas Gfrörer

14.1 Einleitung

14.2 Eintrag von Additiven in Polymergries

14.3 Dispersion von Additiven in Polymeren

14.4 Dosiergenauigkeit, Hygiene, Sicherheit

14.5 Methoden der Herstellung von CSB

14.5.1 Agglomerations-Technologien

14.5.1.1 Walzenkompaktierung

14.5.1.2 Pelletierprozess

14.5.2 Extrusionstechnologie

14.6 Zusammenfassung

14.7 Literatur

15 Additive für das werkstoffliche Recycling von Kunststoffen

Rudolf Pfaendner

15.1 Einleitung

15.2 Eigenschaften von Kunststoffrezyklaten

15.3 Additive zur Qualitätsverbesserung von Rezyklaten

15.3.1 Nachstabilisierung

15.3.1.1 Polypropylen (PP)

15.3.1.2 Polyethylen (PE)

15.3.1.3 Polyethylenterephthalat (PET)

15.3.1.4 Polyvinylchlorid (PVC)

15.3.1.5 Sonstige Kunststoffrezyklate

15.3.2 Reaktive Additive/Reparatur der Vorschädigung

15.3.3 Kompatibilisatoren/Schlagzähigkeitsmodifikatoren

15.3.4 Sonstige Additive für Rezyklate

15.4 Zusammenfassung und Ausblick

15.5 Literatur

Stichwortverzeichnis