Industrielle Kunststoffprüfung

Vorwort

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung in die Kunststofftechnik

1.1 Kunststoffe

1.1.1 Arten von Kunststoffen

1.2 Aufbau, Struktur und Verhalten von Kunststoffen

1.2.1 Einfluss der Molmasse auf die Gebrauchseigenschaften

1.2.1.1 Homo- und Copolymere

1.2.1.2 Polymerblends

1.3 Schmelzen von Kunststoffen

1.3.1 Fließeigenschaften von Kunststoffschmelzen

1.4 Mechanisches Verhalten der Polymere

1.4.1 Relaxationsprozesse

1.4.2 Glasübergang

1.4.3 Schmelzen

1.4.4 Erstarren

1.4.5 Zeitabhängiges Verformungsverhalten

1.4.6 Zeitabhängigkeit und thermische Aktivierung

1.5 Verhalten unter mechanischer Zugbeanspruchung

1.6 Formmassen

1.7 Werkstoffauswahl

1.7.1 Qualitätskriterien

1.8 Verarbeiten von Kunststoffen

1.8.1 Vorbehandlung

1.8.2 Fertigungsprozesse

1.8.3 Auswirkungen auf die Qualität

Literatur zu Kapitel 1

2 Prüfaufgaben und Qualitätsfragen bei Kunststoffen und Formteilen mit Lösungsansätzen

2.1 Einführung

2.2 Prüfaufgaben

2.3 Auftretende Fehler

2.3.1 Fadenbildung

2.3.2 Kalter Pfropfen

2.3.3 Freistrahlbildung

2.3.4 Lufteinschlüsse

2.3.5 Dieseleffekt

2.3.6 Unvollständige Füllung

2.3.7 Einfallstellen

2.3.8 Überspritzungen

2.3.9 Lunker

2.3.10 Blasenbildung

2.3.11 Bindenaht

2.3.12 Schlierenbildung

2.3.12.1 Farbschlieren

2.3.12.2 Verbrennungsschlieren

2.3.12.3 Glasfaserschlieren

2.3.12.4 Feuchtigkeitsschlieren

2.3.12.5 Luftschlieren

2.3.13 Glanzunterschiede und matte Stellen

2.3.14 Dunkle Punkte

2.3.15 Schallplatteneffekt

2.3.16 Abblätterung

2.3.17 Belagbildung

2.3.18 Entformungsfehler

2.3.18.1 Auswerferabdrücke

2.3.18.2 Deformation beim Entformen

2.3.18.3 Auszugsmarkierungen

2.3.19 Verzug

2.3.20 Schrumpfung

2.3.21 Weißbruch

2.3.22 Spannungsrisse

2.4 Problemstellungen und Lösungsmöglichkeiten

2.4.1 Werkstoffqualifizierung

2.4.2 Bauteilqualifizierung

2.4.3 Werkstoffidentifikation

2.4.4 Füllstoffbeschreibung

2.4.5 Rezyklatverarbeitung

2.4.6 Werkstoffabbau – Degradation

2.4.7 Medienverträglichkeit

2.4.8 Quellung

2.4.9 Schwankende Verarbeitbarkeit

2.4.10 Vortrocknung

2.4.11 Thermische Vorgeschichte

2.4.12 Auswirkungen von Farbe und Farbänderungen

2.4.13 Auswirkungen von Schlagzähmodifikatoren

2.4.14 Orientierungen und Eigenspannungen, Verzug

2.4.15 Gütebeurteilung

2.4.16 Schadensbeurteilung

2.4.17 Innere Fehler

2.4.18 Tribologische Güteeigenschaften

2.4.19 Werkzeugkonstruktion und -auslegung

2.4.20 Verarbeitungsprozesskontrolle

2.4.20.1 Prozessablauf beim Spritzgießen von Thermoplasten

2.4.20.2 Werkzeugfüllung beim Spritzgießen

Literatur zu Kapitel 2

3 Kunststoffprüfung

3.1 Zweck der Kunststoffprüfung

3.2 Systematik prüftechnischer Untersuchungen

3.3 Probenherstellung und Durchführung von Prüfungen

3.3.1 Probenentnahme

3.3.2 Arten von Proben

3.3.3 Durchführung von Prüfungen

3.4 Ergebnisdarstellung/Prüfbericht

3.5 Prüfung makromolekularer Eigenschaften

3.5.1 Infrarot-Spektroskopie

3.5.2 Gel-Permeationschromatografie

3.5.3 Lösungsviskosimetrie

3.6 Prüfung der Eigenschaften der Schmelze

3.6.1 Rheometrie

3.6.1.1 Rotationsverfahren

3.6.1.2 Oszillationsverfahren

3.6.2 Viskosimetrie

3.6.2.1 Schmelze-Massefließrate und Schmelze-Volumenfließrate

3.6.2.2 Hochdruckkapillarviskosimetrie (HKV)

3.7 Prüfung der geometrischen Eigenschaften von Formteilen

3.7.1 Maße

3.7.2 Verarbeitungsschwindung, Nachschwindung

3.7.3 Verzug

3.7.4 Schrumpfung

3.8 Prüfung der Struktureigenschaften von Formteilen

3.8.1 Orientierungen

3.8.2 Morphologie

3.8.2.1 Mikroskopische Strukturanalyse

3.8.2.2 Beugungsverfahren

3.8.3 Rasterkraftmikroskopie

3.8.4 Ultraschallprüfung

3.8.5 Röntgenprüfung

3.8.5.1 Durchstrahlungsprüfung

3.8.5.2 Röntgentomografie

3.8.5.3 Mikroradiografie

3.9 Mechanische Prüfungen

3.9.1 Quasistatische Beanspruchung

3.9.1.1 Zugprüfung

3.9.1.2 Druckprüfung

3.9.1.3 Biegeprüfung

3.9.1.4 Härteprüfung

3.9.2 Schlagartige Beanspruchung

3.9.2.1 Schlagzugprüfung

3.9.2.2 Schlagbiegeprüfung

3.9.2.3 Durchstoßprüfung

3.9.2.4 Bruchmechanik

3.9.3 Statische Langzeitbeanspruchung

3.9.4 Dynamische Langzeitbeanspruchung

3.9.5 Prüfungen unter Temperaturbeanspruchung

3.10 Optische Prüfungen

3.10.1 Sichtprüfung

3.10.2 Mikroskopische Prüfung

3.10.2.1 Lichtmikroskopie

3.10.2.2 Elektronenmikroskopie

3.10.3 Farbprüfung

3.11 Thermische Prüfungen

3.11.1 Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)

3.11.2 Dynamisch-mechanische Analyse (DMA)

3.11.3 Thermogravimetrie (TGA)

3.11.4 Thermomechanische Analyse (TMA) – Dilatometrie

3.11.5 Heiztischmikroskopie

3.11.6 Bestimmung von Einsatztemperaturgrenzen

3.11.6.1 Formbeständigkeit in der Wärme

3.11.6.2 Vicat-Erweichungstemperatur

3.11.6.3 Verhalten von Kunststoffen bei Temperatureinwirkung

3.12 Chemische Prüfungen

3.12.1 Medienbeständigkeit

3.12.2 Spannungsrissempfindlichkeit

3.13 Physikalische Prüfungen

3.13.1 Dichte

3.13.2 Masse

3.13.3 Feuchte- und Wasseraufnahme

3.13.3.1 Feuchtebestimmung durch Titration nach Karl Fischer

3.13.3.2 Manometrische Feuchtebestimmung

3.13.4 Bestimmung des Glührückstandes

3.13.5 Bewitterungsversuche

3.14 Tribologische Prüfungen

3.15 Brandprüfungen

3.15.1 Prüfung zur Ermittlung der Brandgefahr

3.15.2 Brennbarkeitsprüfungen nach UL

3.15.3 Bestimmung des Brennverhaltens durch den Sauerstoffindex

3.16 Elektrische Prüfungen

Literatur zu Kapitel 3

Anhang

3.17 Thermoanalytische Stoffdaten von Polymeren

3.18 Normen

Weiterführende Literatur

Sachverzeichnis