Werkstoff-Führer Kunststoffe

Vorwort zur 10. Auflage

Vorwort zur 1. Auflage

Inhaltsverzeichnis

I Aufbau und Verhalten von Kunststoffen

1 Grundlagen

1.1 Ausgangsstoffe, Kennzeichnung und Einteilung

1.2 Besonderheiten des Kohlenstoffatoms

1.3 Strukturen von Makromolekülen

2 Bildung von Makromolekülen

2.1 Bildungsreaktionen

2.2 Innere Kräfte in Molekülsystemen

2.3 Polymerisationsgrad, Vernetzungsgrad

3 Strukturen von thermoplastischen Kunststoffen

3.1 Orientierung von Makromolekülen

3.2 Kristallinität

3.3 Überstrukturen

4 Polymerkombinationen

4.1 Copolymerisation, Pfropfpolymerisation

4.2 Polymerblends, Polymerlegierungen, Kunststoffmischungen

5 Zusatzstoffe

5.1 Füllstoffe und Verstärkungsstoffe

5.2 Stabilisatoren

5.3 Farbmittel

5.4 Weichmacher und Flexibilisatoren

5.5 Flammschutzmittel

5.6 Leitfähige Zusatzstoffe

5.7 Treibmittel

6 Verhalten von Kunststoffen

6.1 Mechanisches Verhalten

6.2 Thermisches Verhalten

6.3 Elektrisches Verhalten

6.4 Verhalten gegen Umwelteinflüsse

6.5 Wasseraufnahme

6.6 Permeation

6.7 Reibung und Verschleiß

7 Verarbeiten von Kunststoffen

7.1 Urformen

7.1.1 Urformenvon Thermoplasten

7.1.2 Urformenvon Duroplasten

7.1.3 Urformenvon Elastomeren

7.2 Umformen von Thermoplasten

7.3 Nachbehandlungen

7.4 Fügen

7.5 Oberflächenbehandlungen

7.6 Spangebende Bearbeitung

7.7 Schäumen

8 Kunststoffe – Umwelt und Recycling*

8.1 Kunststoffe und Umwelt

8.2 Kunststoff-Recycling und -Verwertung

8.3 Werkstoffliches Recycling

8.3.1 Definitionen beim werkstofflichen Kunststoff-Recycling

8.3.2 Voraussetzungen beim werkstofflichen Recycling

8.3.3 Notwendigkeiten beim werkstofflichen Recycling

8.4 Rohstoffliches Recycling von Kunststoffen

8.5 Energetische Verwertung

II Kunststoffe als Werkstoffe

9 Kennzeichnung und Normung von Kunststoffen

9.1 Allgemeine Kennzeichnung von Kunststoffen

9.2 Aufbau einer Normbezeichnung für thermoplastische Formmassen

9.3 Normung von Duroplasten

9.4 Kennzeichnung und Normung von Elastomeren

9.4.1 Kennzeichnung von vernetzten Elastomeren

9.4.2 Kennzeichnung von thermoplastischen Elastomeren TPE

10 Thermoplaste

10.1 Polyolefine

10.1.1 Polyethylen PE

10.1.2 Polypropylen PP

10.1.3 Spezielle Polyolefine

10.2 Vinylchlorid-Polymerisate

10.2.1 Polyvinylchlorid PVC

10.2.2 Weichmacher freies Polyvinylchlorid PVC-U (Hart-PVC)

10.2.3 Polyvinylchlorid mit Weichmacher PVC-P (Weich-PVC)

10.3 Styrol-Polymerisate

10.3.1 Polystyrol PS

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

10.3.3 Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat SAN

10.3.4 Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisate ABS

10.3.5 Schlagzähe Acrylnitril-Styrol-Formmassen ASA, AEPDS, ACS

10.4 Celluloseester CA, CP, CAB

10.5 Polymethylmethacrylat PMMA

10.6 Polyamide PA

10.7 Polyoxymethylene (Polyacetale) POM

10.8 Thermoplastische Polyester TP (Polyalkylenterephthalate) PET, PBT

10.9 Polycarbonat PC

10.10 Modifizierte Polyphenylether PPE

10.11 Aliphatische Polyketone (PK)

11 Spezielle Kunststoffe zum Einsatz bei höheren Temperaturen (Hochleistungskunststoffe)

11.1 Polyarylsulfone PSU, PES

11.2 Polyphenylensulfid PPS

11.3 Polyimide PI, PEI, PAI

11.4 Polyaryletherketone PAEK (PEK, PEEK)

11.5 Polyphtalamid (PPA)

11.6 Fluorhaltige Polymerisate

11.6.1 Polytetrafluorethylen PTFE

11.6.2 Fluorhaltige Thermoplaste

12 Duroplaste

12.1 Phenoplaste PF

12.2 Aminoplaste MF, MP, UF

12.3 Ungesättigte Polyesterharze UP

12.4 Epoxidharze EP

12.5 Sonderharze

12.5.1 Siliconharzmassen SI

12.5.2 Diallylphthalat DAP/Polydiallylphthalat PDAP

12.5.3 Poly-DCPD-Harze

12.5.4 Vinylesterharze (VE-Harze)

12.5.5 PUR-Gießharze

13 Verbundsysteme

13.1 Faser-Verbundsysteme

13.1.1 Faserwerkstoffe, Faserprodukte

13.1.2 Besonderheiten bei Faser-Verbundsystemen

13.1.3 Verarbeitungstechniken für Reaktionsharzmassen mit Faserverstärkungen

13.1.4 Thermoplast-Faserverbundsysteme

13.2 Polymerblends (siehe auch Abschn. 4.2)

14 Elastomere

14.1 Vernetzte Elastomere (Gummiwerkstoffe)

14.2 Thermoplastische Elastomere TPE

14.2.1 Polyurethan-Elastomere PUR, TPU

14.2.2 Polyetheramide TPA

14.2.3 Polyesterelastomere TPC

14.2.4 Elastomere auf Polyolefinbasis (siehe auch Kap. 10.1)

14.2.5 Styrolcopolymere TPS

15 Schaumstoffe, geschäumte Kunststoffe 1)

15.1 Harte Schaumstoffe; harte Struktur bzw. Integral-Schaumstoffe

15.2 Weichelastische Schaumstoffe; weichelastische Struktur- bzw. Integral-Schaumstoffe

16 Sonderpolymere

16.1 LC-Polymere

16.2 Elektrisch leitfähige Polymere

16.3 Biopolymere – Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen

III Prüfung von Kunststoffen, Kennwerte

17 Auswertung von Prüfergebnissen

18 Einfache Methoden zur Erkennung der Kunststoffart

19 Physikalische Untersuchungsmethoden zum Erkennen der Kunststoffart

19.1 Dichtebestimmung

19.1.1 Bestimmung der Dichtenachder Auftriebsmethode (Verfahren A)

19.1.2 Bestimmung der Dichte durch Eingrenzen in Prüfflüssigkeiten (Verfahren C)

19.1.3 Bestimmung der Dichte von Schaumstoffen aus Kautschuk und Kunststoffen

19.1.4 Bestimmung des Gehalts an anorganischen Füllstoffen

19.1.5 Ermittlung des Glasfasergehalts und des Gehalts anderer mineralischer Füllstoffe aus den Dichtewerten

19.2 Thermische Analysenverfahren

19.3 Infrarot-Spektroskopie

19.4 Gel-Permeations-Chromatographie GPC

20 Datenkatalog für Prüfungen, Herstellungsbedingungen für Probekörper, Prüfverfahren zur Ermittlung von Werkstoffkennwerte

20.1 DatenbankCAMPUS1)

20.2 Herstellbedingungen für Probekörperund Prüfbedingungen

21 Mechanische Prüfungen

21.1 Zugversuch

21.2 Druckversuch

21.3 Biegeversuch

21.4 Torsionsschwingungsversuch – Versuche zur Bestimmung dynamisch-mechanischer Eigenschaften

21.5 Härteprüfung

21.5.1 Härteprüfung durch Kugeleindruckversuch

21.5.2 Härteprüfung nach Rockwell

21.5.3 Härteprüfung nach Shore

21.6 Schlagversuche

21.6.1 Schlagbiegeversuche nach Charpy

21.6.2 Schlagbiegeversuche nach Izod

21.6.3 Schlagzugversuch

21.7 Zeitstandversuch

21.8 Zeitschwingversuch

21.9 Reibungs- und Verschleißverhalten

22 Thermische Prüfungen

22.1 Formbeständigkeit in der Wärme

22.1.1 Wärmeformbeständigkeitstemperatur Tf

22.1.2 Vicat-Erweichungstemperatur VST

22.2 Verhalten von Kunststoffen bei Temperatureinwirkung

22.3 Gebrauchstemperaturbereiche

22.4 Wärmeleitfähigkeit

22.5 Thermischer Längenausdehnungskoeffizient

23 Brennverhalten von Kunststoffen

23.1 Prüfung zur Ermittlung der Brandgefahrnach DIN EN 60695

23.1.1 Brandpru¨fungnachDIN EN 60695Verfahren A–Horizontalbrennpru¨fung

23.1.2 Brandpru¨fungnachDIN EN 60695Verfahren B–Vertikalbrennpru¨fung

23.1.3 Brandpru¨fungnachDIN EN 60695-11-20

23.1.4 Anmerkungzur Ermittlung desBrennverhaltens

23.2 Brennbarkeitsprüfungen nach UL

23.3 Bestimmung des Brennverhaltens durch den Sauerstoff- Index

24 Elektrische Prüfungen

24.1 Elektrische Spannungs- und Widerstandswerte

24.1.1 Elektrische Durchschlagspannung, elektrische Durchschlagfestigkeit

24.1.2 Durchgangswiderstand, spezifischer Oberflächenwiderstand, Isolationswiderstand

24.2 Dielektrische Eigenschaftswerte

24.3 Kriechwegbildung (Kriechstromfestigkeit)

25 Optische Prüfungen

25.1 Brechzahl

25.2 Lichtdurchlässigkeit

26 Wasseraufnahme und Permeation

26.1 Wasserdampf und Gasdurchlässigkeit (Permeation)

26.2 Bestimmung der Wasseraufnahme

26.3 Konditionieren

27 Schwindung, Schrumpfung

27.1 Schwindung

27.2 Schrumpfung

28 Chemische Beständigkeit von Kunststoffen

29 Viskositätsmessungen

29.1 Viskositätsmessungen an Thermoplasten

29.1.1 Bestimmung von Schmelze-Massefließrate und Schmelze-Volumenfließrate

29.1.3 Aufnahme von pvT-Diagrammen

29.1.4 Bestimmung der Viskositätszahl von Thermoplasten in verdünnter Lösung

29.2 Fließ-Härtungsverhalten von härtbaren Formmassen

29.2.1 Bestimmung derSchließzeit vonhärtbaren Formmassen (PMC)

29.2.2 Bestimmung des Fließ-Härtungsverhaltens von rieselfähigen duroplastischen Formmassen (PMC)

29.2.3 Bestimmung des Härtungsverhaltens faserversärkter härtbarer Kunststoffe

29.2.4 Bestimmung der Fließfähigkeit, Reifung und Gebrauchsdauer faserverstärkter, härtbarer Kunststoffe

30 Materialeingangsprüfungen

30.1 Bezeichnung von Formmassen

30.2 Erkennen der Kunststoffart

30.3 Viskositätsmessungen

30.4 Korngröße, Kornform

30.5 Schüttdichte und Stopfdichte

30.6 Rieselfähigkeit

30.7 Feuchtegehalt, Flüchte

31 Prüfung von Kunststoff-Formteilen

31.1 Zusammenstellung von Formteilprüfungen

31.1.1 Prüfung des Formstoffs im Formteil

31.1.2 Prüfung des ganzen Formteils

31.1.3 Gebrauchsprüfungen des Formteils

31.2 Ermittlung von Eigenspannungen

31.2.1 Warmlagerungsversuch

31.2.2 Spannungsrissverhalten von Thermoplasten

31.3 Mikroskopische Untersuchungen

31.3.1 Präparation für Durchlichtuntersuchungen

31.3.2 Präparation für Auflichtuntersuchungen

31.3.3 Mikroskopierverfahren

31.3.4 Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen

31.4 Stoßversuche

31.4.1 Nichtinstrumentierter Schlagversuch DIN EN ISO 6603-1 (Fallbolzenversuch)

31.4.2 Instrumentierter Schlagversuch DIN EN ISO 6603-2 (Durchstoßversuch)

31.4.3 Vergleich von Ergebnissenaus Fall-und Durchstoßversuchen

31.5 Farbbeurteilung

31.5.1 Farbabmusterung nach DIN 6173

31.5.2 Farbmessungen

31.6 Bewitterungsversuche

31.6.1 Bewitterung in Naturversuchen (Freibewitterung)

31.6.2 Bewitterung in Kurzprüfungen

IV Anhang

32 Größen, Einheiten, Umrechnungsmöglichkeiten

33 Literaturhinweise

34 Fachverbände und Fachorganisationen

35 Hersteller und Lieferanten von Kunststoffen

36 Prüfgeräte- und Prüfmittelhersteller

37 Sachverzeichnis mit Handelsnamen und Anwendungsbeispielen