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Achim Frick, Claudia Stern
Einführung in die Kunststoffprüfung
Prüfmethoden und Anwendungen
Autoren
6
Vorwort
8
Inhaltsverzeichnis
10
1 Eigenschaften und Qualität von Kunststoffen und Formteilen
16
1.1 Aufbau und Verhalten von Kunststoffen
19
1.2 Struktur und Eigenschaften von Kunststoffen
21
1.3 Temperaturabhängigkeit der elastischen Eigenschaften der Kunststoffe
22
1.4 Zeitabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften der Kunststoffe
25
1.5 Einfluss von Zeit und Temperatur auf die Festigkeitseigenschaften der Kunststoffe
28
1.6 Verformungsverhalten der Kunststoffe unter mechanischer Zugbeanspruchung
29
1.6.1 Spröder, amorpher Kunststoff
29
1.6.2 Verformungsfähiger, amorpher Kunststoff
29
1.6.3 Verformungsfähiger, teilkristalliner Kunststoff
30
1.7 Ermüdungsverhalten der Kunststoffe unter dynamischer Beanspruchung
32
1.8 Qualitätseinflüsse bei Kunststoffen und Formteilen
35
1.8.1 Formmasse
35
1.8.2 Verarbeitung
39
1.8.3 Vorbehandlung
42
1.8.4 Fertigungsprozess
43
Literatur zu Kapitel 1
45
2 Kunststoffprüfung
46
2.1 Zweck der Kunststoffprüfung
46
2.2 Probenherstellung und Durchführung von Prüfungen
50
2.2.1 Probenentnahme
51
2.2.2 Arten von Proben
52
2.2.3 Durchführung von Prüfungen
54
2.3 Ergebnisdarstellung/Prüfbericht
54
Normen
54
Normen zu Abschnitt 2.1 und 2.2
55
Normen zu Abschnitt 2.3
56
Literatur zu Kapitel 2
57
3 Kunststoffidentifikation
58
3.1 Dichte
59
3.1.1 Schwebeverfahren
60
3.1.2 Dichtemessung nach dem Auftriebverfahren
61
3.1.3 Dichtegradientenverfahren
62
3.1.4 Pyknometerverfahren
63
3.2 Infrarot-Spektroskopie
64
Normen zu Abschnitt 3.1
70
Normen zu Abschnitt 3.2
70
Literatur zu Kapitel 3
70
4 Rheologische Prüfung
72
4.1 Rheometrie
79
4.1.1 Rotationsverfahren
81
4.1.1.1 Kegel-Platte-Messanordnung
82
4.1.1.2 Platte-Platte-Messanordnung
83
4.1.2 Oszillationsverfahren
84
4.2 Viskosimetrie
88
4.2.1 Schmelzefließrate-Bestimmung
89
4.2.1.1 Schmelze-Massefließrate (MFR)
90
4.2.1.2 Schmelze-Volumenfließrate (MVR)
91
4.2.2 Hochdruckkapillarviskosimetrie
92
4.2.3 Lösungsviskosimetrie
95
Normen zu Abschnitt 4.1.1
100
Normen zu Abschnitt 4.2.1
100
Normen zu Abschnitt 4.2.2
100
Normen zu Abschnitt 4.2.3
100
Literatur zu Kapitel 4
101
5 Mechanische Prüfungen
102
5.1 Quasistatische Beanspruchung
104
5.1.1 Zugversuch
105
5.1.2 Druckversuch
115
5.1.3 Biegeversuch
119
5.1.4 Härteprüfung
124
5.2 Schlagartige Beanspruchung
133
5.2.1 Schlagzugversuch
135
5.2.2 Schlagbiegeversuch
136
5.2.2.1 Charpy-Verfahren
137
5.2.2.2 Izod-Verfahren
139
5.2.3 Fall- und Stoßversuch
139
5.3 Statische Langzeitbeanspruchung
142
5.3.1 Kriechversuch
143
5.3.2 Relaxationsversuch
149
5.4 Dynamische Langzeitbeanspruchung
151
5.4.1 Schwingversuch
156
5.4.1.1 Zug-Druck-Ermüdungsprüfung
156
5.4.1.2 Biege-Ermüdungsprüfung
156
Normen zu Abschnitt 5.1.1
156
Normen zu Abschnitt 5.1.2
157
Normen zu Abschnitt 5.1.3
157
Normen zu Abschnitt 5.1.4
158
Normen zu Abschnitt 5.2.1
159
Normen zu Abschnitt 5.2.2
159
Normen zu Abschnitt 5.2.3
159
Normen zu Abschnitt 5.3.1
159
Normen zu Abschnitt 5.3.2
160
Normen zu Abschnitt 5.4
160
Literatur zu Kapitel 5
160
6 Tribologische Prüfungen
162
6.1 Gleitverhalten
164
6.2 Reibungskoeffizient
165
6.3 Verschleiß
167
Norm
167
Literatur zu Kapitel 6
167
7 Thermische Prüfungen
168
7.1 Prüfungen unter Temperaturbeanspruchung
170
7.1.1 Zeitraffer-Prüfung
172
7.2 Prüfung der thermischen Alterung
174
7.3 Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)
175
7.4 Dynamisch-mechanische Analyse (DMA)
184
7.5 Thermogravimetrische Analyse (TGA)
192
7.6 Thermomechanische Analyse (TMA) – Dilatometrie
195
7.7 Bestimmung des Glührückstandes
199
7.8 Formbeständigkeit in der Wärme
201
7.8.1 Vicat-Erweichungstemperatur
203
7.8.2 Wärmeformbeständigkeitstemperatur
206
Normen zu Abschnitt 7.2
207
Normen zu Abschnitt 7.3
207
Normen zu Abschnitt 7.4
208
Normen zu Abschnitt 7.5
208
Normen zu Abschnitt 7.6
208
Normen zu Abschnitt 7.7
208
Normen zu Abschnitt 7.8
209
Literatur zu Kapitel 7
209
8 Chemische Prüfungen
210
8.1 Medienbeständigkeit
210
8.2 Spannungsrissbeständigkeit
212
8.2.1 Prüfung der Spannungsrissbeständigkeit im Zeitstandzugversuch
213
8.2.2 Prüfung der Spannungsrissbeständigkeit im Biegestreifenverfahren
215
8.2.3 Prüfung der Spannungsrissbeständigkeit im Kugel- oder Stifteindringverfahren
218
Normen zu Abschnitt 8.1
218
Normen zu Abschnitt 8.2
218
Literatur zu Abschnitt 8
219
9 Physikalische Prüfungen
220
9.1 Massebestimmung
220
9.2 Bestimmung der Wasseraufnahme
221
Normen zu Abschnitt 9.2
224
Literatur zu Kapitel 9
225
10 Geometrische Prüfung
226
10.1 Maße und Toleranzen
226
10.1.1 Taktiles Messen
228
10.1.2 Berührungsloses Messen
229
10.1.2.1 Streifenprojektionsverfahren
230
10.1.2.2 Röntgen-Computertomografie (CT)
230
10.2 Verarbeitungsschwindung, Nachschwindung
234
10.3 Schrumpfung
237
10.4 Verzug
238
Normen Abschnitt 10.1
240
Normen zu Abschnitt 10.1.1
240
Normen zu Abschnitt 10.2
240
Normen zu Abschnitt 10.3
241
Literatur zu Kapitel 10
241
11 Optische Prüfungen
242
11.1 Sichtprüfung
243
11.2 Lichtmikroskopie
244
11.2.1 Probenpräparation
246
11.2.1.1 Anschliff/Dünnschliff
248
11.2.1.2 Dünnschnitt
250
11.3 Digitalmikroskopie
252
11.4 Rasterelektronenmikroskopie
253
11.5 Polarisationsoptik
258
Normen zu Abschnitt 11.5
260
Literatur zu Kapitel 11
261
12 Weiterführende Literatur
262
Normen zur Kunststoffprüfung
266
Index
268
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