Kunststoffchemie für Ingenieure

Vorwort zur fünften Auflage

Vorwort zur ersten Auflage

Prof. Dr. phil. II Wolfgang Kaiser

Hinweise zur Benutzung des Buches

Inhalt

1 Einführung

1.1 Werkstoffklassen

1.1.1 Werkstoffauswahl bei Kunststoffen

1.1.2 Internationale Vereinbarungen/Normen – die geheimen Helfer

1.1.3 Werkstoffdatenbanken

1.2 Bedeutung der Kunststoffe

1.2.1 Wachstumsursachen

1.2.1.1 Die Petrochemie als Rohstofflieferant

1.2.1.2 Leichtgewicht Kunststoff

1.2.1.3 Energiegünstiges Verhalten

1.2.1.4 Komplexe Formteilgeometrien und hoher Automatisierungsgrad

1.2.1.5 Nutzung von Synergien

1.2.1.6 Hohe Wertschöpfung des Erdöls

1.2.2 Kunststoffe und die Grundbedürfnisse des Menschen

1.2.2.1 Nahrung

1.2.2.2 Bekleidung

1.2.2.3 Wohnung

1.2.2.4 Gesundheit

1.2.2.5 Soziale Bedürfnisse

1.3 Geschichte der Kunststoffe

1.3.1 Kurzer Abriss der Entwicklung der Polymer- wissenschaften (ohne Copolymere und Blends)

1.4 Zukunft der Kunststoffe - Prognosen

1.4.1 Zukünftiger Pro-Kopf-Verbrauch von Kunststoff- Werkstoffen

1.4.2 Erwartungen an Polymere

1.4.3 Zukünftige Rohstoffquellen

1.5 Wirtschaftsdaten und Grafiken zu Kunststoffen

1.5.1 Einteilung der Kunststoffproduktion nach Typ und Bedarf in Einsatzgebieten

1.5.2 Europe (EU 28) Entwicklung der Beschäftigtenzahl

1.5.3 Einteilung der Kunststoffe nach ihrem Eigenschaftsprofil

2 Grundlagen

2.1 Was sind Kunststoffe

2.1.1 Einteilung der Kunststoffe

2.1.2 Makromolekül-Architektur/Topologie

2.2 Bildungsreaktionen für Makromoleküle -- Polyreaktionen

2.2.1 Kettenpolymerisation

2.2.1.1 Radikalische Kettenpolymerisation

2.2.1.2 Kationische Kettenpolymerisation

2.2.1.3 Anionische Kettenpolymerisation

2.2.1.4 Koordinative Kettenpolymerisation/Polyinsertion

2.2.1.5 Homo- und Copolymerisate

2.2.1.6 Chemische Vernetzung durch Kettencopolymerisation

2.2.1.7 Verfahrenstechnik der Kettenpolymerisation

2.2.1.8 Plasmapolymerisation

2.2.2 Kondensationspolymerisation (Polykondensation)

2.2.3 Additionspolymerisation (Polyaddition)

2.2.4 Verfahrenstechnik der Kondensationspolymerisation und Additionspolymerisation

2.2.5 Einteilung nach dem Typ der Aufbaureaktionen

2.2.6 Chemische Umsetzungen an Makromolekülen

2.2.6.1 Vergrößerung des Polymerisationsgrads

2.2.6.2 Beibehaltung des Polymerisationsgrads

2.2.6.3 Verringerung des Polymerisationsgrads

2.2.6.4 Chemische Umsetzungen an makromolekularen Naturstoffen

2.3 Bindungskräfte in makromolekularen Systemen

2.3.1 Hauptvalenzbindungen

2.3.2 Nebenvalenzbindungen

2.3.3 Ionenbindungen

2.3.4 Mechanische Bindungen

2.4 Strukturmerkmale von Kunststoffen

2.4.1 Chemische Struktur

2.4.1.1 Konstitution

2.4.1.2 Konfiguration

2.4.2 Festkörperstruktur

2.4.2.1 Räumliche Anordnung eines Makromoleküls

2.4.2.2 Räumliche Anordnung mehrerer Makromoleküle zu einem Verband

2.4.2.3 Kristallinität

2.4.3 Mittlere Molmasse M und Molmassenverteilung

2.4.3.1 Kettenlänge

2.4.3.2 Molmasse M bei niedermolekularen Verbindungen

2.4.3.3 Mittlere MolmasseM und Molmassenverteilung bei hochmolekularen Verbindungen

2.4.3.4 Mittlerer Polymerisationsgrad

2.4.3.5 Beeinflussung von Eigenschaften durch die mittlere Molmasse

2.5 Modifizierung von Polymeren und Kunststoffen

2.5.1 Chemisches Modifizieren von Polymeren

2.5.1.1 Steuerung von Synthesereaktionen

2.5.1.2 Copolymerisation

2.5.1.3 Andere chemische Modifikationen

2.5.2 Physikalische Modifizierung von Polymeren und Kunststoffen

2.5.2.1 Polymergemische und Polymerblends

2.5.2.2 Erhöhung der Ordnung in Polymeren

2.5.3 Modifizieren mit Zusatzstoffen (Additive)

2.5.3.1 Füllstoffe

2.5.3.2 Verstärkungsstoffe

2.5.3.3 Weichmacher

2.5.3.4 Treibmittel

2.5.3.5 Farbmittel

2.5.3.6 Stabilisatoren

2.5.3.7 Flammhemmende Zusätze

2.5.3.8 Weitere Additivgruppen

2.6 Wichtige Eigenschaften der Kunststoffe

2.6.1 Fließverhalten (Rheologie) von Kunststoff-Schmelzen

2.6.1.1 Viskositätsfunktionen von Thermoplastschmelzen

2.6.1.2 Zeitverhalten von thermisch instabilen Thermoplast- Schmelzen und reagierenden Formmassen

2.6.2 Thermisch-mechanisches Verhalten

2.6.2.1 Thermoplaste

2.6.2.2 Elastomere und Duroplaste

2.6.3 Chrono-mechanisches Verhalten

2.6.4 Verhalten gegen Umwelteinflüsse

2.6.4.1 Chemische Beständigkeit

2.7 Alterung und Alterungsschutz

2.7.1 Alterung und Alterungsvorgänge

2.7.1.1 Chemische Alterungsvorgänge

2.7.1.2 Physikalische Alterungsvorgänge

2.7.2 Alterungsschutz

2.8 Wichtige Aspekte bei der Schadenverhütung und Schadensanalyse im Kunststoffbereich

2.8.1 Thermoanalyse (TA) zur Schadenverhütung/ Schadensanalyse

2.8.1.1 Differential-Kalorimetrie (Differenial-Scanning-Calorimetry), DSC

2.8.2 Mikroskopische Gefügeanalyse an Bauteilen und Halbzeug

3 Technologie der Ver- und Bearbeitung von Kunststoffen

3.1 Allgemeines

3.2 Begriffe und Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN 8850

3.2.1 Prinzip der wichtigsten Ver- und Bearbeitungsverfahren

3.3 Pathologische Technologie

3.3.1 Pathologie eines Werkstoffs, Beispiel Kunststoff

3.3.2 Chemische Reaktionen bei der Ver- und Bearbeitung von Kunststoffen

3.3.2.1 Chemische Reaktionen im Aufgabenbereich des Verarbeiters

3.3.2.2 Kunststofferzeugung beim Verarbeiter

3.4 Aufbereitung/Compoundierung

3.4.1 Maschinenhersteller (Beispiele®)

3.4.2 Einteilung der Aufbereitungs-Walzwerkverfahren

3.4.2.1 Einteilung der Aufbereitungs-Walzwerkverfahren

3.4.2.2 Dosieren und Mischen

3.4.2.3 Granulieren

3.4.2.4 Zerkleinern

3.4.2.5 Vortrocknen

3.4.3 Pathologischer Befund bei den Aufbereitungsverfahren

3.5 Urformen

3.5.1 Extrudieren (Strangpressen)

3.5.1.1 Aufbau eines Extruders

3.5.1.2 Hersteller von Extrusionsanlagen (Beispiele®)

3.5.1.3 Beispiele typischer Extrusionsanlagen

3.5.2 Blasformen

3.5.2.1 Extrusionsblasformen

3.5.2.2 Extrusions-Streckblasformen

3.5.2.3 Spritzblasformen

3.5.2.4 Spritz-Streckblasformen

3.5.3 Spritzgießen

3.5.3.1 Hersteller von Spritzgießmaschinen (Beispiele®)

3.5.3.2 Verfahrenstechnik beim Spritzgießen

3.5.3.3 Spritzgießmaschine

3.5.3.4 Einflussgrößen auf die Formteilqualität beim Spritzgießen

3.5.3.5 Sonderverfahren der Spritzgießtechnik

3.5.3.6 Spritzgießen von vernetzenden Polymeren

3.5.4 Pressen, Spritzpressen, Schichtpressen

3.5.4.1 Formpressen von Duroplasten

3.5.4.2 Pressen von Thermoplasten

3.5.4.3 Spritzpressen von Duroplasten

3.5.4.4 Schichtpressen von Duroplasten

3.5.5 Kalandrieren

3.5.5.1 Hersteller von Kalanderanlagen (Beispiele®)

3.5.5.2 Bauarten des Kalanders

3.5.5.3 Verfahrenstechnik beim Kalandrieren

3.5.6 Spinnverfahren

3.5.6.1 Grundlagen des Spinnprozesses

3.5.6.2 Herstellung von Chemiefasern

3.5.6.3 Textile Definitionen

3.5.6.4 Textile Flächengebilde

3.5.7 Faserverbundkunststoff (FVK)-Urformen

3.5.7.1 Prepregverarbeitung

3.5.7.2 Faserspritzen

3.5.7.3 Faserwickeln

3.5.7.4 Pultrusion

3.5.7.5 RTM-Verfahren

3.5.7.6 Handlaminieren

3.5.8 Schäumen

3.5.8.1 Herstellung eines Schaumstoffes

3.5.8.2 Einteilung der Schäumverfahren

3.5.8.3 Polystyrol-Schaumstoffe

3.5.8.4 Polyurethan-Schaumstoffe

3.5.9 Gießen

3.5.9.1 Vakuumgießen

3.5.9.2 Rotationsformen (Rotationsgießen)

3.5.9.3 Schleuderverfahren (Schleudergießen)

3.5.9.4 Filmgießen (Foliengießen)

3.5.9.5 Einbetten, Imprägnieren, Tränken

3.5.10 Tauchformen

3.5.11 Additive Fertigungsverfahren/3D-Druckverfahren (Additive Manufacturing AM)

3.5.11.1 Polymerisation als Basis für AM

3.5.11.2 Kunststoffe als Basis für AM

3.5.12 Pathologischer Befund beim Urformen

3.6 Umformen

3.6.1 Hersteller von Thermoformmaschinen (Beispiele®)

3.6.2 Unterschiede im Warmformbereich zwischen amorphen und teilkristallinen Thermoplasten

3.6.3 Einteilung der Warmformverfahren für Thermoplaste

3.6.3.1 Biegeumformen

3.6.3.2 Zugumformen

3.6.3.3 Zugdruckumformen

3.6.3.4 Kombinierte Verfahren

3.6.4 Verfahrenstechnik beim Warmformen

3.6.5 Thermoformmaschinen

3.6.6 Pathologischer Befund beim Umformen

3.6.7 Vor- und Nachteile des Warmformens

3.7 Trennen (Spanen)

3.8 Fügen

3.8.1 Schweißen

3.8.1.1 Hersteller von Schweißmaschinen für Thermoplaste

3.8.1.2 Grundlagen

3.8.1.3 Schweißverfahren (Auswahl)

3.8.1.4 Pathologischer Befund beim Schweißen

3.8.2 Kleben

3.8.2.1 Grundlagen

3.8.2.2 Abbindemechanismus der Klebung

3.8.2.3 Verfahrenstechnik

3.8.2.4 Arbeitssicherheit und Schutzmaßnahmen beim Umgang mit Klebstoffen

3.8.3 Mechanische Verbindungen

3.9 Beschichten

3.9.1 Einteilung der Beschichtungsverfahren

3.9.2 Streichverfahren

3.9.3 Pulverbeschichten

3.10 Veredeln

3.10.1 Lackieren von Kunststoffen

3.10.2 Bedrucken von Kunststoffen

3.10.3 Laserbeschriften

3.10.4 Heißprägen

3.10.5 Metallisieren

3.10.6 Beflocken

3.10.7 Plasmabeschichten

3.10.8 Tempern

3.10.9 Konditionieren

3.10.10‚Bestrahlen

4 Polyolefine

4.1 Polyethylen (PE)

4.1.1 Das Wichtigste in Kürze

4.1.2 Handelsnamen (Beispiele®)

4.1.3 Eigenschaften

4.1.4 Verarbeitung und Anwendung

4.1.5 Anwendungsbeispiele

4.1.6 Der Weg zum Polyethylen

4.1.6.1 Hochdruckverfahren

4.1.6.2 Niederdruckverfahren

4.1.7 Der molekulare Aufbau des Polyethylens

4.1.7.1 Polyethylene mit multimodaler Molmassenverteilung

4.1.7.2 Ethylen-Copolymere mit ?-Olefinen

4.1.7.3 Metallocen-katalysierte Ethylencopolymere (PE-MC)

4.2 Chemische Modifikation von Polyethylen

4.2.1 Abwandlung durch Vernetzen

4.2.2 Abwandlung durch chemische Veränderungen

4.2.3 Weitere Ethylen-Copolymere

4.2.3.1 Unpolare Ethylen-Copolymere

4.2.3.2 Polare Ethylen-Copolymere

4.3 Polypropylen (PP)

4.3.1 Das Wichtigste in Kürze

4.3.2 Handelsnamen (Beispiele®)

4.3.3 Eigenschaften

4.3.4. Verarbeitung und Anwendung

4.3.5 Anwendungsbeispiele

4.3.6 Der Weg zum Polypropylen

4.3.7 Der molekulare Aufbau von Polypropylen

4.3.7.1 Isotaktisches Polypropylen (iPP)

4.3.7.2 Syndiotaktisches Polypropylen (sPP)

4.3.7.3 Ataktisches Polypropylen (aPP)

4.4 Modifikation von Polypropylen

4.4.1 PP-Copolymere

4.4.2 Gefüllte und verstärkte Polypropylene

4.4.3 Chemische Modifikation am fertigen PP-Polymer

4.5 Polyisobutylen (PIB)

4.5.1 Handelsnamen (Beispiele®)

4.5.2 Eigenschaften

4.5.3 Verarbeitung (Beispiele)

4.5.4 Anwendungsbeispiele

4.5.5 Der Weg zum Polyisobutylen

4.6 Polybuten-1 (PB-1)

4.6.1 Handelsnamen (Beispiele®)

4.6.2 Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendung

4.6.3 Der Weg zum Polybuten-1

4.7 Poly-4-methylpenten-1 (PMP)

4.7.1 Handelsnamen (Beispiel®)

4.7.2 Eigenschaften

4.7.3 Verarbeitung (Beispiele)

4.7.4 Anwendungsbeispiele

4.7.5 Der Weg zum Poly-4-methylpenten-1

4.8 Geschichtliches

4.9 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

5 Halogenierte Kunststoffe I

5.1 Hart-PVC (Hart-Polyvinylchlorid) PVC-U (weichmacherfreies Polyvinylchlorid)

5.1.1 Das Wichtigste in Kürze über Hart-PVC-U

5.1.2 Handelsnamen (Beispiele®)

5.1.3 Eigenschaften

5.1.4 Verarbeitung (Beispiele)

5.1.5 Anwendungsbeispiele

5.1.6 Der Weg zum Polyvinylchlorid

5.2 Modifizierte Vinylchlorid-Polymerisate

5.2.1 Vinylchlorid-Copolymere

5.2.1.1 Einteilung

5.2.1.2 Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendung

5.2.1.3 Der Weg zu den Vinylchlorid-Copolymeren

5.2.2 Besonders schlagfestes Polyvinylchlorid (PVC-HI)

5.2.2.1 Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendung

5.2.2.2 Der Weg zum besonders schlagfesten Polyvinylchlorid

5.2.3 Chloriertes Polyvinylchlorid (PVC-C)

5.2.3.1 Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendung

5.2.3.2 Der Weg zum chlorierten Polyvinylchlorid

5.3 Weich-Polyvinylchlorid (PVC-P) (Weich PVC, weichmacherhaltiges PVC)

5.3.1 Das wichtigste in Kürze über Weich-Polyvinylchlorid

5.3.2 Handelsnamen (Beispiele®)

5.3.3 Eigenschaften

5.3.4 Verarbeitung (Beispiele)

5.3.5 Anwendungsbeispiele

5.3.6 Der Weg zum Weich-Polyvinylchlorid

5.3.6.1 Weichmacher

5.3.6.2 Einarbeitung von Weichmachern

5.4 Chloriertes Polyethylen (PE-C)

5.4.1 Handelsnamen (Beispiele®)

5.4.2 Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendung

5.4.3 Der Weg zum chlorierten Polyethylen

5.5 Polyvinylidenchlorid (PVDC)

5.5.1 Das Wichtigste in Kürze

5.5.2 Handelsnamen (Beispiele®)

5.5.3 Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendung von Vinylidenchlorid-Copolymerisaten

5.5.4 Der Weg zu den Vinylidenchlorid-Copolymerisaten

5.6 Geschichtliches

5.7 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

6 Polystyrol-Kunststoffe

6.1 Das Wichtigste in Kürze über Polystyrol-Kunststoffe

6.2 Polystyrol (PS)

6.2.1 Handelsnamen (Beispiele®)

6.2.2 Ataktisches Polystyrol

6.2.2.1 Eigenschaften

6.2.2.2 Verarbeitung (Beispiele)

6.2.2.3 Anwendungsbeispiele

6.2.2.4 Der Weg zum Polystyrol

6.2.3 Stereoreguläre Polystyrole

6.3 Modifizierte Styrolpolymere (Abschnitt 6.4 bis 6.8)

6.4 Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat (SAN)

6.4.1 Handelsnamen (Beispiele®)

6.4.2 Eigenschaften und Verarbeitung

6.4.3 Anwendungsbeispiele

6.4.4 Der Weg zum Styrol-Acrylnitril

6.5 Schlagzäh modifiziertes Polystyrol (PS-I) (Styrol-Butadien SB)

6.5.1 Handelsnamen (Beispiele®)

6.5.2 Eigenschaften

6.5.3 Verarbeitung (Beispiele)

6.5.4 Anwendungsbeispiele

6.5.5 Der Weg zum schlagzähen Polystyrol

6.6 Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisate (ABS)

6.6.1 Handelsnamen (Beispiele®)

6.6.2 Eigenschaften

6.6.3 Verarbeitung (Beispiele)

6.6.4 Anwendungsbeispiele

6.6.5 Der Weg zum Acrylnitril-Butadien-Styrol

6.7 Schlagzähe Acrylnitril-Styrol-Formmassen (ASA, AES, ACS)

6.7.1 Handelsnamen (Beispiele®)

6.7.2 Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendung von Acrylnitril-Styrol-Acrylat (ASA)

6.7.3 Der Weg zum Acrylnitril-Styrol-Acrylat

6.8 Blends

6.8.1 PS-I + PPE Blends

6.8.2 ABS + PC bzw. ASA + PC Blends

6.8.3 ABS + PA Blends

6.8.4 PS + PE Blends

6.9 Geschichtliches zu den Styrolpolymeren

6.10 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

7 Ester-Thermoplaste

7.1 Ester-Gruppe in der Hauptkette

7.1.1 Polyalkylenterephthalate („gesättigte“ Polyester) (PET, PBT) und Polyethylennaphthalat (PEN)

7.1.1.1 Das Wichtigste in Kürze über Polyalkylenterephthalate

7.1.1.2 Der Weg zu den Polyalkylenterephthalaten

7.1.1.3 Polyethylenterephthalat (PET)

7.1.1.4 Polybutylenterephthalat (PBT)

7.1.1.5 Polytrimethylenterephthalat (PTT)

7.1.1.6 Modifizierte Polyalkylenterephthalate

7.1.1.7 Polyethylennaphthalat (PEN)

7.1.1.8 Geschichtliches

7.1.2 Polycarbonat (PC)

7.1.2.1 Das Wichtigste in Kürze über Polycarbonat

7.1.2.2 Handelsnamen (Beispiele®)

7.1.2.3 Eigenschaften

7.1.2.4 Verarbeitung (Beispiele)

7.1.2.5 Anwendungsbeispiele

7.1.2.6 Der Weg zum Polycarbonat

7.1.2.7 Modifizierte Polycarbonate

7.1.2.8 Geschichtliches

7.1.3 Polyestercarbonat (PEC)

7.1.3.1 Das Wichtigste in Kürze

7.1.3.2 Handelsnamen (Beispiele®)

7.1.3.3 Eigenschaften

7.1.3.4 Verarbeitung (Beispiele)

7.1.3.5 Anwendungsbeispiele

7.1.3.6 Der Weg zu Polyestercarbonat

7.1.3.7 Geschichtliches

7.2 Ester in der Seitenkette

7.2.1 Polymethylmethacrylat (PMMA)

7.2.1.1 Das Wichtigste in Kürze

7.2.1.2 Handelsnamen (Beispiele®)

7.2.1.3 Eigenschaften

7.2.1.4 Verarbeitung (Beispiele)

7.2.1.5 Anwendungsbeispiele

7.2.1.6 Der Weg zum Polymethylmethacrylat

7.2.1.7 Modifizierte Methylmethacrylate und Derivate

7.2.1.8 Geschichtliches

7.3 Celluloseester (CA, CB, CP, CAB, CAP)

7.3.1 Das Wichtigste in Kürze

7.3.2 Handelsnamen (Beispiele®)

7.3.3 Eigenschaften

7.3.4 Verarbeitung (Beispiele)

7.3.5 Anwendungsbeispiele

7.3.6 Der Weg zu den Celluloseestern

7.3.6.1 Der Ausgangsstoff Cellulose

7.3.6.2 Chemische Umsetzungen an Cellulose

7.3.7 Geschichtliches

7.4 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

8 Stickstoff-Thermoplaste

8.1 Polyamide (PA)

8.1.1 Teilkristalline aliphatische Polyamide

8.1.1.1 Das Wichtigste in Kürze

8.1.1.2 Handelsnamen (Beispiele®)

8.1.1.3 Eigenschaften

8.1.1.4 Verarbeitung (Beispiele)

8.1.1.5 Anwendungsbeispiele

8.1.1.6 Der Weg zu den teilkristallinen aliphatischen Polyamiden

8.1.1.7 Wasserstoffbrücken (H-Brücken)

8.1.2 Modifizierte teilkristalline aliphatische Polyamide

8.1.2.1 Chemische Modifizierung

8.1.2.2 Physikalische Modifizierung

8.1.2.3 Anwendungsbeispiele

8.1.3 Cycloaliphatische Polyamide

8.1.3.1 Das Wichtigste in Kürze

8.1.3.2 Handelsnamen (Beispiele®)

8.1.3.3 Eigenschaften

8.1.3.4 Verarbeitung (Beispiele)

8.1.3.5 Anwendungsbeispiele

8.1.3.6 Der Weg zu den cycloaliphatischen Polyamiden

8.1.4 Teilaromatische Polyamide

8.1.4.1 Das Wichtigste in Kürze

8.1.4.2 Handelsnamen (Beispiele®)

8.1.4.3 Eigenschaftsprofil im Vergleich zu Standard-Polyamiden

8.1.4.4 Verarbeitung (Beispiele)

8.1.4.5 Anwendungsbeispiele

8.1.4.6 Der Weg zu den teilaromatischen Polyamiden

8.1.5 Modifizierung von teilaromatischen Polyamiden

8.1.6 Geschichtliches

8.2 Polyacrylnitril PAN

8.2.1 Das Wichtigste in Kürze

8.2.2 Handelsnamen (Beispiel®)

8.2.3 Eigenschaften von Polyacrylnitril-Barriere- Kunststoffen

8.2.4 Verarbeitung und Anwendung (Beispiele)

8.2.5 Der Weg zu Polyacrylnitril-Barriere-Kunststoffen

8.2.6 PAN-Fasertransformation zu Kohlenstofffasern (C-Fasern)

8.2.7 Geschichtliches

8.3 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

9 Acetal- und Ether-Thermoplaste

9.1 Polyoxymethylen (Polyacetal) (POM)

9.1.1 Das Wichtigste in Kürze

9.1.2 Handelsnamen (Beispiele®)

9.1.3 Eigenschaften

9.1.4 Verarbeitung (Beispiele)

9.1.5 Anwendungsbeispiele

9.1.6 Der Weg zum Polyoxymethylen

9.1.6.1 POM-Homopolymerisat (POM-H)

9.1.6.2 POM-Copolymerisate (POM-C)

9.1.6.3 Eigenschaftsunterschiede zwischen POM-Homo- und Copolymerisaten

9.1.7 Modifizierte Polyoxymethylen-Polymerisate

9.1.8 Geschichtliches

9.2 Polyphenylenether (PPE)

9.2.1 Das Wichtigste in Kürze

9.2.2 Handelsnamen (Beispiele®)

9.2.3 Eigenschaften

9.2.4 Verarbeitung (Beispiele)

9.2.5 Anwendungsbeispiele

9.2.6 Der Weg zum Polyphenylenether

9.2.7 Weitere modifizierte Polyphenylenether

9.2.8 Geschichtliches

9.3 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

10 Halogenierte Kunststoffe II

10.1 Polytetrafluorethylen (PTFE)

10.1.1 Das Wichtigste in Kürze

10.1.2 Handelsnamen (Beispiele®)

10.1.3 Eigenschaften

10.1.4 Verarbeitung (Beispiele)

10.1.5 Anwendungsbeispiele

10.1.6 Der Weg zum Polytetrafluorethylen

10.2 Thermoplastisch verarbeitbare Fluor-Kunststoffe

10.2.1 Das Wichtigste in Kürze

10.2.2 Fluorthermoplaste und Beispiele® von Handelsnamen

10.2.3 Eigenschaften

10.2.4 Verarbeitung (Beispiele)

10.2.5 Anwendungen

10.2.5.1 Spezielle Anwendungsbeispiele

10.2.6 Der Weg zu den thermoplastisch verarbeitbaren Fluor-Kunststoffen

10.2.6.1 Perfluorethylenpropylen FEP, auch Tetrafluorethylen- Hexafluorpropylen-Copolymer

10.2.6.2 Perfluoroalkoxy-Copolymer (PFA)

10.2.6.3 Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE)

10.2.6.4 Polyvinylidenfluorid (PVDF)

10.2.6.5 Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluorid- Terpolymer TFEHFPVDF (THV)

10.2.6.6 Polyvinylfluorid (PVF)

10.2.6.7 Polychlortrifluorethylen (PCTFE)

10.2.6.8 Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer (ECTFE)

10.3 Geschichtliches zu den Fluorpolymeren

10.4 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

11 Duroplaste

11.1 Allgemeines über Herstellung und Eigenschaften

11.2 Phenoplaste (Phenol-Formaldehyd- Kondensationsharze) (PF)

11.2.1 Das Wichtigste in Kürze

11.2.2 Handelsnamen (Beispiele®)

11.2.3 Eigenschaften von PF-Formstoffen

11.2.4 Verarbeitung (Beispiele)

11.2.5 Anwendungsbeispiele

11.2.5.1 Harzformstoffe, Harzformteile

11.2.5.2 Schichtpressstoffe

11.2.5.3 PF-Harze

11.2.6 Der Weg zu den Phenolharzen

11.2.7 Geschichtliches

11.3 Aminoplaste

11.3.1 Harnstoffharze (Harnstoff-Formaldehyd- Kondensationsharze) (UF)

11.3.1.1 Das Wichtigste in Kürze

11.3.1.2 Handelsnamen (Beispiele®)

11.3.1.3 Eigenschaften

11.3.1.4 Verarbeitung, Anwendung (Beispiele)

11.3.1.5 Der Weg zum Harnstoffharz

11.3.2 Melaminharze (Melamin-Formaldehyd- Kondensationsharze) (MF)

11.3.2.1 Das Wichtigste in Kürze

11.3.2.2 Handelsnamen (Beispiele®)

11.3.2.3 Eigenschaften

11.3.2.4 Verarbeitung, Anwendung (Beispiele)

11.3.2.5 Eigenschaften und Anwendung von modifizierten Melaminharzen (Beispiele)

11.3.2.6 Der Weg zum Melaminharz

11.3.3 Geschichtliches

11.4 Reaktionsharz-Duroplaste

11.4.1 Ungesättigte Polyesterharze (UP)

11.4.1.1 Das Wichtigste in Kürze

11.4.1.2 Handelsnamen (Beispiele®)

11.4.1.3 Eigenschaften

11.4.1.4 Verarbeitung (Beispiele)

11.4.1.5 Anwendungsbeispiele

11.4.1.6 Der Weg zu den ungesättigten Polyesterharzen

11.4.1.7 Geschichtliches

11.4.2 Vinylesterharze (VE)

11.4.2.1 Eigenschaften

11.4.2.2 Verarbeitung, Anwendung (Beispiele)

11.4.2.3 Der Weg zu den Vinylesterharzen

11.4.2.4 Geschichtliches

11.4.3 Epoxidharze (EP)

11.4.3.1 Das Wichtigste in Kürze

11.4.3.2 Handelsnamen (Beispiele®)

11.4.3.3 Eigenschaften

11.4.3.4 Verarbeitung (Beispiele)

11.4.3.5 Anwendungsbeispiele

11.4.3.6 Der Weg zu den Epoxidharzen

11.4.3.7 Geschichtliches

11.5 Sonstige Harze

11.5.1 Siliconharze

11.5.2 Polydiallylphthalatharze (PDAP, PDAIP)

11.5.2.1 Das Wichtigste in Kürze

11.5.2.2 Handelsnamen (Beispiele®)

11.5.3 PUR-Gießharze

11.5.3.1 Elastomer-Gießharze

11.5.3.2 Harte PUR-Harze

11.5.4 Cyanatester-Harze

11.6 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

12 Hochleistungspolymere

12.1 Polyaryletherketone (PAEK)

12.1.1 Das Wichtigste in Kürze

12.1.2 Handelsnamen (Beispiele®)

12.1.3 Eigenschaften

12.1.4 Verarbeitung (Beispiele)

12.1.5 Anwendungsbeispiele

12.1.6 Der Weg zu den Polyaryletherketonen

12.1.7 Geschichtliches

12.2 Polyarylate (PAR)

12.2.1 Das Wichtigste in Kürze

12.2.2 Handelsnamen (Beispiele®)

12.2.3 Eigenschaften

12.2.4 Verarbeitung (Beispiele)

12.2.5 Anwendungsbeispiele

12.2.6 Der Weg zu den Polyarylaten

12.2.7 Geschichtliches

12.3 Flüssigkristalline Polymere (LCP)

12.3.1 Das Wichtigste in Kürze

12.3.2 Handelsnamen (Beispiele®)

12.3.3 Eigenschaften

12.3.3.1 Aufbau und Struktur der LCP

12.3.3.2 Eigenschaften von thermotropen LCP

12.3.4 Verarbeitung (Beispiele)

12.3.5 Anwendungsbeispiele

12.3.6 Der Weg zu den flüssigkristallinen Polymeren

12.3.6.1 Herstellung der lyotropen LCP

12.3.6.2 Herstellung der thermotropen LCP

12.3.7 Geschichtliches

12.4 Polyimide (PI)

12.4.1 Das Wichtigste in Kürze

12.4.2 Handelsnamen (Beispiele®)

12.4.3 Eigenschaften

12.4.4 Verarbeitung (Beispiele)

12.4.5 Anwendungsbeispiele

12.4.6 Der Weg zu den Polyimiden

12.4.7 Geschichtliches

12.5 Polyarylsulfone (PSU, PES, PPSU)

12.5.1 Das Wichtigste in Kürze

12.5.2 Handelsnamen (Beispiele®)

12.5.3 Eigenschaften

12.5.4 Verarbeitung (Beispiele)

12.5.5 Anwendungsbeispiele

12.5.6 Der Weg zu den Polyarylsulfonen

12.5.7 Geschichtliches

12.6 Polyphenylensulfid (PPS)

12.6.1 Das Wichtigste in Kürze

12.6.2 Handelsnamen (Beispiele®)

12.6.3 Eigenschaften

12.6.4 Verarbeitung (Beispiele)

12.6.5 Anwendungsbeispiele

12.6.6 Der Weg zu Polyphenylensulfid

12.6.7 Geschichtliches

12.7 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

13 Elastomere

13.1 Permanent vernetzte Elastomere/Gummi

13.1.1 Das Wichtigste in Kürze über vernetzte Elastomere

13.1.2 Handelsnamen (Beispiele®)

13.1.3 Eigenschaften

13.1.4 Verarbeitung (Beispiele)

13.1.5 Anwendungsbeispiele

13.1.6 Der Weg zu den permanent vernetzten Elastomeren

13.1.7 Geschichtliches

13.2 Reversibel vernetzte Elastomere/ Thermoplastische Elastomere TPE

13.2.1 Das Wichtigste in Kürze über TPE

13.2.2 Handelsnamen (Beispiele®)

13.2.3 Allgemeine Eigenschaften

13.2.4 Einzeleigenschaften und Anwendungsbeispiele

13.2.4.1 Thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, TPE-O/TPE-V (TPO/TPV)

13.2.4.2 Thermoplastische Elastomere auf Styrolbasis, TPE-S (TPS)

13.2.4.3 Thermoplastische Polyester-Elastomere, TPE-E (TPC)

13.2.4.4 Thermoplastische Polyamid-Elastomere, TPE-A (TPA)

13.2.4.5 Thermoplastische Polyurethan-Elastomere, TPE-U (TPU)

13.2.5 Der Weg zu den thermoplastischen Elastomeren

13.2.5.1 TPE-O/TPE-V (TPO/TPV)

13.2.5.2 TPE-S (TPS)

13.2.5.3 TPE-E (TPC)

13.2.5.4 TPE-A (TPA)

13.2.5.5 TPE-U (TPU)

13.2.6 Geschichtliches

14 Schaumstoffe

14.1 Allgemeines über Herstellung und Eigenschaften

14.1.1 Handelsnamen (Beispiele®)

14.2 Polystyrol-Schaumstoffe (PS-E)

14.2.1 Das Wichtigste in Kürze

14.2.2 Polystyrol-Hartschaumstoff, Partikel-Schaumstoff

14.2.2.1 Eigenschaften

14.2.2.2 Verarbeitung

14.2.2.3 Anwendungsbeispiele

14.2.3 Polystyrol-Hartschaumstoff, Extruder-Schaumstoff

14.2.3.1 Eigenschaften

14.2.3.2 Verarbeitung

14.2.3.3 Anwendungsbeispiele

14.2.4 Polystyrol-Integralschaumstoff

14.2.4.1 Eigenschaften

14.2.4.2 Verarbeitung (Beispiele)

14.2.4.3 Anwendungsbeispiele

14.3 Polyolefin-Schaumstoffe, PO-Schaumstoffe

14.3.1 Das Wichtigste in Kürze

14.3.2 Eigenschaften

14.3.3 Verarbeitung (Beispiele)

14.3.4 Anwendungsbeispiele

14.4 Polyurethan-Schaumstoffe, PUR-Schaumstoffe

14.4.1 Das Wichtigste in Kürze

14.4.2 PUR-Hartschaumstoffe, (PUR-H)

14.4.2.1 Eigenschaften

14.4.2.2 Anwendungsbeispiele

14.4.3 PUR-Weichschaumstoffe, (PUR-W)

14.4.3.1 Eigenschaften

14.4.3.2 Anwendungsbeispiele

14.4.4 PUR-Halbhart-(semiflexible) Schaumstoffe

14.4.4.1 Eigenschaften

14.4.4.2 Anwendungsbeispiele

14.4.5 PUR-Integral-Hartschaumstoffe, (PUR-I)

14.4.5.1 Eigenschaften

14.4.5.2 Anwendungsbeispiele

14.4.6 PUR-Integral-Halbhart- und Weichschaumstoffe

14.4.6.1 Eigenschaften

14.4.6.2 Anwendungsbeispiele

14.4.7 Der Weg zu den Polyurethan-Schaumstoffen

14.4.7.1 Polyurethan-Schäumsysteme

14.4.7.2 Chemie der PUR-Schäumsysteme

14.4.8 Isocyanatfreie Polyurethane (NIPU) NIPU, Non-Isocyanat-Polyurethan

14.4.8.1 Biobasierte NIPU-Schäume

14.4.9 Geschichtliches

14.5 Weitere Schaumstoffe

14.5.1 Polyvinylchlorid-Schaumstoffe

14.5.2 Phenol-Formaldehyd-Schaumstoffe

14.5.3 Harnstoff-Formaldehyd-Schaumstoffe

14.5.4 Polymethacrylimid-Schaumstoffe

14.5.5 Gummi-Schaumstoffe

14.6 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

15 Kunststoffe als Sonderwerkstoffe

15.1 Elektroaktive Kunststoffe

15.1.1 Oberflächenbehandlungen

15.1.2 Elektrisch leitfähige Compounds

15.1.3 Intrinsisch elektrisch leitfähige Polymere

15.1.4 Polymere als Elektrete

15.1.5 Ferroelektrische Polymere (Piezo- und Pyroelektrizität)

15.1.6 Triboelektrizität (Reibungselektrizität)

15.2 Funktionskunststoffe

15.2.1 Polymere als Datenspeicher

15.2.2 Polymere Leuchtdioden, Polymer-LEDs (PLEDs)

15.2.3 Polymere Photovoltaik (PPV)

15.2.4 Photoresists

15.2.5 Brennstoffzellen

15.2.6 Hybride Polymersysteme

15.3 Nanotechnologie und Kunststoffe

15.3.1 Anwendung von Nanoröhren (CNT) als Zusatzstoffe für Kunststoffe

15.3.2 Graphen

15.3.3 Nanotechnologie als Schrittmacher in die Zukunft

15.4 Kunststoffe in der Medizintechnik

15.4.1 Exemplarische Beispiele aus der Chirurgie

15.4.1.1 Polylactide

15.4.2 Scaffolds für Tissue Engineering

15.5 Biopolymere

15.5.1 Das Wichtigste in Kürze

15.5.2 Biokunststoffe -- Kunststoffe aus nachwachsenden (biogenen) Rohstoffen (NAWARO)

15.5.2.1 Handelsnamen (Beispiele®)

15.5.2.2 Cellullosewerkstoffe

15.5.2.3 Stärkewerkstoffe

15.5.2.4 Werkstoffe aus dem Bioreaktor

15.5.2.5 Werkstoffe durch chemische Synthese biobasierter Rohstoffe

15.5.2.6 Biocomposites als Werkstoffe

15.5.2.7 Blends als Werkstoffe

15.5.3 Biologisch abbaubare Kunststoffe (BAK)

15.5.3.1 Biokunststoffe neu definiert

15.5.4 Anwendungsbeispiele und Ausblick

15.6 Gele

15.6.1 Aufbau der festen Struktur

15.6.1.1 Nebenvalenzbindungen/Nebenvalenzgele

15.6.1.2 Hauptvalenzbindungen/Hauptvalenzgele

15.6.2 Anwendungsbeispiele

15.6.2.1 Hydrogele als Funktionspolymere

15.7 Tabellarischer Eigenschaftsvergleich

16 Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltaspekte von Kunststoffen

16.1 Gesundheits- und Sicherheitsaspekte von Kunststoffen

16.1.1 Gewerbetoxikologische Begriffe (Auswahl)

16.1.2 Herstellung von Polymeren und Kunststoff- Formmassen

16.1.3 Verarbeitung und Prüfung von Kunststoffen

16.1.4 Anwendung von Kunststoffen

16.2 Umweltaspekte von Kunststoffen

16.2.1 Nachhaltige Entwicklung

16.2.2 Lebensdauer von Erzeugnissen aus Kunststoff

16.2.3 Abfall- und Recyclinghierarchie

16.3 Abfallwirtschaft und Recycling aus Sicht der Kunststoffindustrie

16.3.1 Abfallwirtschaft

16.3.1.1 Kunststoffabfälle 2018

16.3.2 Grundsätzliche Aspekte beim Recycling von Kunststoffen

16.3.3 Recyclingkreisläufe von Kunststoffen

16.3.3.1 Werkstoffliches Recycling

16.3.3.2 Rohstoffliches chemisches Recycling

16.3.3.3 Kontrollierte energetische Nutzung

16.3.4 Deponie

16.3.5 Littering alias Vermüllung

16.3.6 Codierung erleichtert Recycling

16.4 Abbaufähige, resorbierbare Kunststoffe

16.4.1 Biologisch abbaubare Kunststoffe (BAK)

16.4.2 Photoabbaubare Polymere

16.4.3 Wasserlösliche Polymere

16.5 Cradle to Cradle, C2C („Von der Wiege zur Wiege“)

17 Literaturverzeichnis

Sachwortverzeichnis

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