Saechtling Kunststoff Taschenbuch

Erwin Baur, Tim A. Osswald, Natalie Rudolph, Hansjürgen Saechtling

Saechtling Kunststoff Taschenbuch

2013

883 Seiten

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ISBN: 9783446437296

 

Vorwort

Vorwort

6

6

Inhalt

8

1 Kurzzeichen der Kunststoff-Technik

26

2 Einleitung

42

2.1 Wirtschaftliche Bedeutung der Kunststoffe

42

2.2 Einordnung der Kunststoffe in das Gebiet der Werkstoffe

44

2.3 Aufbau der Kunststoffe

48

2.3.1 Chemische Struktur (Konstitution und Konfiguration der Makromoleküle)

49

2.3.1.1 Konformation

49

2.3.1.2 Konfiguration

50

2.3.1.3 Konstitution

52

2.3.1.4 Kunststoff-Hauptgruppen

57

2.3.2 Morphologische Struktur (Konformation und Aggregation der Makromoleküle)

59

2.3.2.1 Kunststoffklassen

67

2.4 Einfluss der Fertigung auf die inneren Eigenschaften

70

2.4.1 Eigenspannungen

71

2.4.2 Molekül-Orientierung

72

2.4.3 Kristallisationsverhalten

74

2.5 Stoffliche Modifizierung von Kunststoffen

76

2.5.1 Copolymere und Polymermischungen (Blends)

76

2.5.2 Kunststoffverbunde

78

3 Eigenschaften und Prüfverfahren

82

3.1 Aussagekraft der Kennwerte

83

3.2 Verarbeitungstechnische Kennwerte

90

3.2.1 Rheologisches Verhalten

90

3.2.1.1 Fließverhalten, Viskosität

91

3.2.1.2 Viskositätsmodelle

97

3.2.1.3 Schmelze-Volumenfließrate MVR und Schmelze-Massenfließrate MFR

99

3.2.2 Erstarrungsverhalten

100

3.2.2.1 Siegelzeit

100

3.2.2.2 Schwindung

101

3.2.2.3 Verzug

107

3.2.2.4 Toleranzen

109

3.2.2.5 Füllstoff- Orientierung

109

3.3 Mechanisches Verhalten

111

3.3.1 Kurzzeitverhalten

111

3.3.1.1 Kurzzeit-Zugversuch

111

3.3.1.2 Kurzzeit-Biegeversuch

114

3.3.1.3 Druckversuch

116

3.3.1.4 Eindruckversuch, Härtemessung

116

3.3.2 Verhalten bei Stoß

118

3.3.2.1 Berechnungs-Kennwerte

118

3.3.2.2 Schlag-, Biege- und Zugversuche nach CAMPUS

120

3.3.3 Statisches Langzeitverhalten

122

3.3.3.1 Zeitstand-Zugversuch

122

3.3.3.2 Zeitstand-Innendruckversuch an Rohren

127

3.3.4 Dynamisches Langzeitverhalten

128

3.3.4.1 Allgemeines zum Dauerschwingversuch

128

3.3.4.2 Normen und Verfahren

130

3.3.5 Moduln und Querzahl

131

3.3.6 Dichte

134

3.4 Thermisches Verhalten

135

3.4.1 Zulässige Gebrauchstemperatur

135

3.4.1.1 Kurzzeitige Temperatureinwirkung

136

3.4.1.2 Langzeitige Temperatureinwirkung

143

3.4.2 Spezifische Wärmekapazität, Spezifische Enthalpie, Verbrennungswärme

144

3.4.3 Wärmeleitfähigkeit

147

3.4.4 Wärmeeindringzahl

150

3.4.5 Temperaturleitfähigkeit

150

3.4.6 Wärme-Ausdehnungskoeffizient

151

3.5 Elektrisches Verhalten

158

3.5.1 Isolationsverhalten

160

3.5.1.1 Durchgangs-Widerstand/Leitfähigkeit

161

3.5.1.2 Oberflächen-Widerstand

163

3.5.1.3 Elektromagnetische Abschirmung

3.5.1.3 Elektromagnetische Abschirmung

164

164

3.5.2 Festigkeitsverhalten

165

3.5.2.1 Elektrische Durchschlagfestigkeit

165

3.5.2.2 Elektrische Zeitstandfestigkeit

168

3.5.2.3 Kriechstromfestigkeit

170

3.5.2.4 Lichtbogen-Festigkeit

170

3.5.2.5 Elektrolytische Korrosion

171

3.5.3 Dielektrisches Verhalten

171

3.5.4 Elektrostatisches Verhalten

173

3.5.5 Elektrisch leitfähige Kunststoffe

174

3.6 Optisches Verhalten

176

3.6.1 Lichtdurchlässigkeit

176

3.6.2 Glanz und Reflexion, Trübung

177

3.6.3 Farbe

179

3.6.3.1 Grundlagen

179

3.6.3.2 Farbmessung

179

3.6.4 Brechungsindex, Doppelbrechung

181

3.6.5 Oberflächenstruktur

184

3.7 Verhalten gegen Umwelteinflüsse

186

3.7.1 Wasser, Feuchtigkeit

187

3.7.2 Chemikalien

192

3.7.3 Spannungsrissbeständigkeit

193

3.7.4 Atmosphärische Einflüsse

195

3.7.5 Energiereiche Strahlung

196

3.7.6 Beständigkeit gegen Organismen

197

3.7.7 Migration und Permeation

198

3.7.7.1 Wasserdampf-Durchlässigkeit

199

3.7.7.2 Gas-Durchlässigkeit

201

3.7.7.3 Wasserdampf-Diffusions-Widerstandszahl

205

3.7.8 Brandverhalten

205

3.7.8.1 Brennbarkeit nach UL

206

3.7.8.2 Allgemeine Prüfungen zur Brennbarkeit

206

3.7.8.3 Elektrosektor

207

3.7.8.4 Bauwesen

207

3.7.8.5 Verkehrswesen

210

3.8 Reibungs- und Verschleißverhalten

211

3.8.1 Reibung

211

3.8.1.1 Reibungsmechanismen

211

3.8.1.2 Ruckgleiten, Reibungsschwingung oder Stick-Slip-Effekt

213

3.8.2 Verschleiß

213

3.8.3 Probekörper und Prüfsysteme

215

3.8.4 Tribologische Eigenschaften von Thermoplasten

216

3.9 Analytische Untersuchungen

222

3.9.1 Infrarot (IR)- und Raman-Spektroskopie

222

3.9.2 Kernresonanz-Spektroskopie (Nuclear Magnetic Resonance: NMR)

223

3.9.3 Dynamisch-mechanische Spektroskopie (DMA)

223

3.9.4 Dielektrische Spektroskopie (DEA)

224

3.9.5 Differential-Thermoanalyse (DTA) und Differential-Kalorimetrie (DSC)

226

3.9.6 Thermogravimetrische Analyse (TGA)

228

3.9.7 Dilatometrie, Thermomechanische Analyse (TMA), spezifisches Volumen (pvT)

229

3.9.8 Thermische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit

232

3.9.9 Lösungs-Viskosimetrie

234

3.9.10 Chromatographie

236

3.10 Literatur

237

4 Kunststoff­verarbeitung

240

4.1 Aufbereiten

242

4.1.1 Mischen

242

4.1.1.1 Mischer

245

4.1.1.2 Schneckenkneter für viskose Stoffe

247

4.1.1.3 Sonstige Mischer für viskose Stoffe

255

4.1.2 Granuliervorrichtungen

258

4.1.3 Mühlen

260

4.1.4 Trockner

262

4.1.5 Aufbereiten härtbarer Formmassen

264

4.1.6 Aufbereitung von Recyclingmaterial

265

4.2 Extrudieren

265

4.2.1 Extruderbauformen

265

4.2.1.1 Einschneckenextruder

266

4.2.1.2 Nutbuchsenextruder

269

4.2.1.3 Schnecken mit Schmelzetrennung, Barriereschnecke

270

4.2.1.4 Entgasungs-Extruder

271

4.2.1.5 Kaskaden- oder Tandem-Extruder

271

4.2.1.6 Schnellläufer-Extruder (adiabatische Extruder)

272

4.2.1.7 Planetwalzen-Extruder

272

4.2.1.8 Doppelschneckenextruder

273

4.2.2 Zusatzeinrichtungen für Extruder

274

4.2.3 Extrusions-Werkzeuge und Nachfolgeeinrichtungen

274

4.2.3.1 Rohre und symmetrische Hohlprofile

274

4.2.3.2 Vollprofile

275

4.2.3.3 Hohlkammer-Profile

276

4.2.3.4 Ummantelungen

276

4.2.3.5 Tafeln und Flachfolien

277

4.2.3.6 Schlauchfolien

279

4.2.3.7 Geschäumte Halbzeuge und Profile (TSE)

280

4.2.3.8 Monofile, Bändchen, Fasern

282

4.2.3.9 Co- oder Mehrschichtextrudate

283

4.2.3.10 Mehrschichtiger Bahnen

285

4.2.3.11 Folienverbunde

285

4.2.3.12 Laminate und Beschichtungen

286

4.2.4 Kalanderte Folien

288

4.2.5 Hohlkörper mit variablem Querschnitt durch Extrusionsblasformen

292

4.3 Spritzgießen

294

4.3.1 Das Spritzgießverfahren

294

4.3.2 Bauformen von Spritzgießmaschinen

301

4.3.2.1 Schließeinheiten

301

4.3.2.2 Vollelektrische Spritzgießmaschine

302

4.3.2.3 Plastifizieraggregat

302

4.3.3 Allgemeine Hinweise zum Spritzgießen

305

4.3.4 Spritzgießsonderverfahren

309

4.3.4.1 Spritzprägen

310

4.3.4.2 Pulverspritzgießen

310

4.3.4.3 Mikrospritzgießen

311

4.3.4.4 Spritzgießen mit mehreren Einspritzeinheiten

312

4.3.4.5 Fluidinjektionstechnik

316

4.3.4.6 Schaumspritzießen

318

4.3.4.7 Spritzgießen mit Einlegeteilen

319

4.3.5 Spritzgießblasformen

321

4.3.5.1 Streckblasformen

322

4.4 Formwerkzeuge

323

4.4.1 Allgemeines zum Formenbau

323

4.4.2 Spritzgießwerkzeuge und Angussarten

325

4.4.3 Normalien für Werkzeuge

331

4.5 Reinigen von Schnecken und Zylindern

333

4.6 Schäumen

333

4.6.1 Schäumprinzipien

334

4.6.2 Herstellung von Partikelschaum

335

4.6.3 In Mould Skinning

336

4.7 Gießen

336

4.8 Polyurethan(PUR)-Verarbeitungstechnik

337

4.8.1 Allgemeine Grundlagen

337

4.8.2 Die Verfahrensschritte

339

4.8.2.1 Nieder- und Hochdruckmaschinen

340

4.8.2.2 Spritz- oder Sprühmaschinen

345

4.8.2.3 Anlagen

345

4.8.2.4 Kontinuierliche Fertigung

345

4.8.2.5 Diskontinuierliche Fertigung

347

4.8.2.6 Herstellung faserverstärkter Teile

349

4.8.2.7 Reinigung

350

4.9 Pressen

350

4.9.1 Schichtpressen

352

4.9.2 Strangpressen

354

4.9.3 Spritzpressen (Transferpressen)

354

4.10 Verarbeitung zu Hochleistungs­verbundkunststoffen

356

4.10.1 Herstellung von Thermoplastprepregs

357

4.10.2 Herstellung von Duroplastprepregs

358

4.10.3 Drucklose Verarbeitungsverfahren, Low Pressure Laminat (LPL)

360

4.10.4 Niederdruck-Verfahren

361

4.10.5 Hochdruckverfahren (RTM, SRIM)

363

4.10.6 Wickeln

364

4.10.7 Ablegeverfahren

367

4.10.8 Zieh- oder Pultrusionsverfahren

368

4.11 Additive Fertigungsverfahren

369

4.11.1 Stereolithographie (STL)

370

4.11.2 Selektives Laser Sintern (SLS)

371

4.11.3 Fused Deposition Modeling (FDM)

373

4.11.4 Layer Laminate Manufacturing (LLM, LOM)

374

4.11.5 Rapid Tooling (RT)

375

4.12 Umformen

376

4.12.1 Biegeformen

377

4.12.2 Ziehformen

378

4.12.3 Streckformen

380

4.13 Fügen

382

4.13.1 Schweißen

382

4.13.1.1 Heizelementschweißen mit direkter Erwärmung

383

4.13.1.2 Heizelementschweißen mit indirekter Erwärmung

386

4.13.1.3 Warmgasschweißen

387

4.13.1.4 Reibschweißen, Ultraschallschweißen

390

4.13.1.5 Hochfrequenz-Schweißen

394

4.13.1.6 Induktions-Schweißen

395

4.13.1.7 Laserschweißen

396

4.13.2 Kleben von Kunststoffen

399

4.13.2.1 Beispiele für Klebeverbindungen

400

4.13.3 Schrauben, Nieten, Schnappen

401

4.14 Oberflächenbehandlungen

402

4.14.1 Vorbehandlung der Oberflächen

402

4.14.1.1 Nasschemische Verfahren

403

4.14.1.2 Gasphasenbehandlung

403

4.14.1.3 Flammoxidieren

403

4.14.1.4 Strahlenbehandlung

404

4.14.1.5 Coronabehandlung

404

4.14.1.6 Plasmabehandlung

404

4.14.1.7 Mechanische Vorbehandlung

405

4.14.2 Polieren

406

4.14.3 Lackieren

406

4.14.4 Beschichten

407

4.14.5 Bedrucken, Beschriften und Dekorieren

409

4.14.6 Prägen, Heißprägen

410

4.14.7 Beflocken

411

4.14.8 Metallisieren von Folien

412

4.14.9 SiOx-Beschichtung von Folien

413

4.14.10 Metallisieren

413

4.14.11 Einreiben

415

4.14.12 Fluorierung, Gasphasenfluorierung

415

4.14.13 Plasmaverfahren (Chemical Vapor Deposition, CVD)

415

4.14.14 Thermisches Spritzen

416

4.15 Sonstige Bearbeitungsverfahren

417

4.15.1 Spanabhebende Bearbeitung

417

4.15.2 Trennen, Abtragen

420

4.15.3 Strahlenvernetzung

421

4.15.4 Wärmebehandlung

422

4.15.5 Abbau elektrostatischer Aufladungen

423

4.16 Recycling

423

5 Werkstoff- und verarbeitungs­gerechte Konstruktion

424

5.1 Systematisches Konstruieren von Produkten aus Kunststoff

425

5.1.1 Anforderungslisten, Pflichtenheft und Lastenheft

426

5.1.2 Konstruktionskataloge

428

5.2 Werkstoffauswahl

428

5.3 Fertigungsgerechtes Konstruieren

431

5.3.1 Auswahl des Fertigungsverfahrens

431

5.3.2 Fertigungsgerechtes Gestalten

432

5.3.3 Prozesssimulation

434

5.4 Werkstoffgerechtes Konstruieren

437

5.4.1 Dimensionierungsrechnung

437

5.4.2 Dimensionierungskennwerte

438

5.4.3 Konventionelle Dimensionierungsrechnung

442

5.4.4 Empirisch gestützte Dimensionierungsrechnung

443

5.4.5 Struktursimulation mit der Methode der Finiten Elemente

443

5.4.6 Bauteilversuche an Prototypen und Modellen

447

5.5 Funktionselemente

448

5.5.1 Filmscharniere

448

5.5.2 Schnappverbindungen

449

5.5.3 Schraubverbindungen

450

5.5.4 Nieten

454

5.5.5 Schweißverbindungen

454

5.5.6 Pressverbindungen

455

6 Beschreibung der Kunststoffe

456

6.1 Allgemeine Hinweise

456

6.2 Polyolefine (PO), Polyolefinderivate und -copolymerisate

456

6.2.1 Polyethylen-Standard-Homo- und Copolymere

6.2.1 Polyethylen-Standard-Homo- und Copolymere

457

457

6.2.1.1 Polymerisation, chemischer Aufbau

458

6.2.1.2 Verarbeitung

459

6.2.1.3 Nachbehandlung

462

6.2.1.4 Eigenschaften

462

6.2.1.5 Einsatzgebiete

465

6.2.2 Polyethylen-Derivate (PE-X)

468

6.2.3 Chloriertes und chlorsulfoniertes PE (PE-C)

470

6.2.4 Ethylen-Copolymere (PE-ULD, EVAC, EVAL, EEAK, EB, EBA, EMA, EAA, E/P, EIM, COC, ECB, ETFE)

471

6.2.4.1 Ultraleichtes Polyethylen (PE-ULD, PE-VLD)

471

6.2.4.2 Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVAC)

479

6.2.4.3 Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere (EVAL)

481

6.2.4.4 Ethylen-Acryl-Copolymerisate (EEAK, EBA, EAA, EAMA, EMA)

482

6.2.4.5 PE-a-Olefin-Copolymere (PEa-PO-(M))

482

6.2.4.6 Cycloolefin-Copolymere (COC, COP)

483

6.2.4.7 Ionomere (EIM)

483

6.2.4.8 Ethylen-Copolymer-Bitumen-Blend (ECB, ECB/TPO)

485

6.2.5 Polypropylen-Homopolymerisate (PP, PP-H)

485

6.2.5.1 Chemischer Aufbau, Polymerisation

486

6.2.5.2 Verarbeitung

487

6.2.5.3 PP-Schaumstoffe (PP-E)

487

6.2.5.4 Nachbehandlung

488

6.2.5.5 Eigenschaften

488

6.2.5.6 Einsatzgebiete

492

6.2.6 Polypropylen-Copolymerisate und -Derivate, Blends (PP-C, PP-B, EPDM, PP+EPDM)

493

6.2.6.1 Chloriertes PP (PP-C)

493

6.2.6.2 PP-Copolymere (PP-B)

493

6.2.6.3 Ethylen-Propylen-(Dien)-Copolymer (EPDM)

493

6.2.6.4 PP+EPDM-Elastomer-Blends

494

6.2.6.5 Polypropylen-Blends

495

6.2.7 Polypropylen, Sondertypen

496

6.2.8 Polybutene (PB, PIB)

498

6.2.8.1 Polybuten-1 (PB)

498

6.2.8.2 Polyisobuten (PIB)

500

6.2.9 Höhere Poly-(a-Olefine) (PMP, PDCPD)

502

6.2.9.1 Poly-4-Methylpenten-1 (PMP)

502

6.2.9.2 Polydicyclopentadien (PDCPD)

503

6.3 Styrolpolymere

504

6.3.1 Polystyrol, Homopolymerisate (PS, PMS)

504

6.3.1.1 Polystyrol, PS; Poly-p-Methylstyrol (PPMS); Poly-a-Methylstyrol (PMS)

504

6.3.2 Polystyrol, Copolymerisate, Blends

505

6.3.2.1 Chemischer Aufbau

505

6.3.2.2 Verarbeitung

506

6.3.2.3 Eigenschaften

507

6.3.3 Polystyrol-Schaumstoff (PS-E, XPS)

515

6.4 Vinylpolymere

517

6.4.1 Polyvinylchlorid hart, Homopolymerisate (PVC-U)

517

6.4.1.1 Chemischer Aufbau

517

6.4.1.2 Lieferformen, Verarbeitung

517

6.4.1.3 Kennzeichnung

520

6.4.1.4 Eigenschaften und Einsatzgebiete

521

6.4.2 Polyvinylchlorid weich (PVC-P)

523

6.4.2.1 Aufbau

523

6.4.2.2 Lieferform, Verarbeitung

526

6.4.2.3 Weichmacher

527

6.4.2.4 Eigenschaften und Einsatzgebiete

530

6.4.3 Polyvinylchlorid: Copolymerisate und Blends

532

6.4.4 Polyvinylchlorid: Pasten, Plastisole, Organosole, Schäume

533

6.4.4.1 Pasten, Plastisole, Organosole

533

6.4.4.2 Schäume

534

6.4.5 Vinylpolymere, weitere Homo- und Copolymerisate (PVDC, PVAC, PVAL, PVME, PVFM, PVB, PVK, PVP)

535

6.4.5.1 Polyvinylidenchlorid (PVDC)

535

6.4.5.2 Polyvinylacetat (PVAC)

535

6.4.5.3 Polyvinylalkohol (PVAL)

536

6.4.5.4 Polyvinylmethylether (PVME)

536

6.4.5.5 Polyvinylbutyral, Polyvinylformal (PVB, PVFM)

536

6.4.5.6 Polyvinylcarbazol (PVK)

537

6.4.5.7 Polyvinylpyrrolidon und Copolymere (PVP)

537

6.5 Fluorpolymere

538

6.5.1 Fluor-Homopolymere (PTFE, PVDF, PVF, PCTFE)

538

6.5.1.1 Polytetrafluorethylen (PTFE)

538

6.5.1.2 Polyvinylidenfluorid (PVDF)

544

6.5.1.3 Polyvinylfluorid (PVF)

545

6.5.1.4 Polychlortrifluorethylen (PCTFE)

545

6.5.2 Fluor-Copolymerisate und -Elastomere (ECTFE, ETFE, FEP, TFEP, PFA, AF, PTFEAF, TFEHFPVDF (THV bzw. TFB), [FKM, FPM, FFKM])

546

6.5.2.1 Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer (ECTFE)

546

6.5.2.2 Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE)

547

6.5.2.3 Polyfluorethylenpropylen (FEP); Tetrafluorethylen)-Hexafluorpropylen-Copolymer (TFEP)

547

6.5.2.4 Perfluorpropylvinylether-Copolymer, Perfluoralkoxy (PFA)

548

6.5.2.5 PTFE-Copolymer mit AF (PTFEAF)

549

6.5.2.6 Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluorid-Terpolymer (TFEHFPVDF (THV bzw. TFB))

549

6.5.2.7 Weitere Fluor-Copolymere

550

6.6 Polyacryl- und Methacrylpolymere

550

6.6.1 Polyacrylate, Homo- und Copolymerisate (PAA, PAN, PMA, PBA)

550

6.6.1.1 Polyacrylnitril (PAN)

550

6.6.1.2 Polyacrylate, Spezialprodukte

550

6.6.2 Polymethacrylate, Homo- und Copolymerisate (PMMA, AMMA, MABS, MBS)

551

6.6.2.1 Polymethylmethacrylat (PMMA)

551

6.6.2.2 Methylmethacrylat-Copolymerisate (AMMA)

556

6.6.2.3 Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (MABS); Methacrylat-Butadien-Styrol-Copolymere (MBS)

557

6.6.3 Polymethacrylate, Modifizierungen und Blends (PMMI, PMMA-HI, MMA-EML-Copolymer, PMMA+ABS)

557

6.6.3.1 Polymethacrylmethylimid (PMMI)

557

6.6.3.2 Schlagzähes PMMA (PMMA-HI)

558

6.6.3.3 Methylmethacrylat-exo-Methylenlacton-Copolymerisat (MMA-EML-Copol., MMAEML)

559

6.6.3.4 PMMA+ABS

559

6.7 Polyoxymethylen (Polyacetal, Polyformaldehyd) (POM)

559

6.7.1 Polyoxymethylen-Homo- und Copolymerisate (POM-H, POM-Cop.)

559

6.7.2 Polyoxymethylen, Modifizierungen und Blends (POM+PUR)

571

6.8 Polyamide (PA)

575

6.8.1 Polyamide, Homopolymerisate (AB und AA/BB-Polymere); (PA 6, 11, 12, 46, 66, 69, 610, 612 (PA 7, 8, 9, 1313, 613))

575

6.8.1.1 Chemischer Aufbau

575

6.8.1.2 Verarbeitung

579

6.8.1.3 Eigenschaften

580

6.8.1.4 Einsatzgebiete

581

6.8.2 Modifikationen

584

6.8.3 Polyamide, Copolymerisate (PA 66/6, PA 6/12, PA 66/6/610 Blends (PA+: ABS, EPDM, EVA, PPS, PPE, Kautschuk)

585

6.8.4 Polyamide, Spezialpolymere (PA NDT/INDT (PA 6-3-T), PAPACM 12, PA 6-I, PA MXD6 (PARA), PA 6-T, PA 9-T, PA PDA-T, PA 6-6-T, PA 6-G und 12-G, TPA-EE)

586

6.8.5 Polyphthalamid (PPA)

591

6.8.6 Gusspolyamide (PA 6-G, PA 12-G)

592

6.8.7 Polyamid für Reaktionsgießen (PA-RIM)

592

6.8.8 Aromatische Polyamide, Aramide (PMPI, PPTA)

593

6.8.8.1 Poly-m-Phenylenisophthalamid (PMPI)

593

6.8.8.2 Poly-p-Phenylenterephthalamid (PPTA)

593

6.9 Aromatische (gesättigte) Polyester

593

6.9.1 Polycarbonat (PC)

594

6.9.1.1 Polycarbonat auf Basis Bisphenol A (PC)

594

6.9.1.2. Polycarbonat-Copolymere

599

6.9.1.3 Blends (Polymermischungen)

601

6.9.2 Polyester der Terephthalsäure, Blends, Blockcopolymere

603

6.9.2.1 Polyethylenterephthalat (PET)

603

6.9.2.2 Polybutylenterephthalat (PBT)

608

6.9.2.3 Zyklisches Polybutylenterephthalat (CBT)

610

6.9.2.4 Polytrimethylenterephthalat (PTT)

610

6.9.2.5 Thermoplastische Polyester-Elastomere (TPC )

610

6.9.2.6 Polyterephthalat-Blends (PET+: PBT, MBS, PMMA, PSU, Elastomer)

611

6.9.3 Polyester aromatischer Diole und Carbonsäuren (PAR, PBN, PEN)

611

6.9.3.1 Polyarylate (PAR)

611

6.9.3.2 Polybutylennaphthalat (PBN)

613

6.9.3.3 Polyethylennaphthalat (PEN)

613

6.10 Aromatische Polysulfide und Polysulfone (PPS, PSU, PES, PPSU, PSU+ABS)

614

6.10.1 Polyphenylensulfid (PPS)

614

6.10.2 Polyarylsulfone (PSU, PSU+ABS, PES, PPSU)

616

6.11 Aromatische Polyether, Polyphenylenether und Blends (PPE)

620

6.12 Aliphatische Polyester (Polyglykole)(PEOX, PPOX, PTHF)

623

6.13 Poly(aryl)etherketone (aromatische Polyetherketone) (PAEK: PEK, PEEK, PEKEKK, PEKK)

624

6.14 Aromatische Polyimide (PI)

629

6.14.1 Duroplastische Polyimide (PI, PBMI, PBI, PBO und weitere)

634

6.14.1.1 Polyimid (PI)

634

6.14.1.2 Polybismaleinimid (PBMI)

634

6.14.1.3 Polybenzimidazol (PBI)

635

6.14.1.4 Polytriazine

635

6.14.2 Thermoplastische Polyimide (PAI, PEI, PISO, PMI, PMMI, PESI, PARI)

636

6.14.2.1 Polyamidimid (PAI)

636

6.14.2.2 Polyetherimid (PEI)

637

6.14.2.3 Polyimidsulfon (PISO)

638

6.14.2.4 Polymethacrylimid (PMI (Hartschaumstoff))

638

6.14.2.5 Polymethacrylatmethylimid (PMMI)

639

6.14.2.6 Polyesterimid (PESI)

640

6.15 Selbstverstärkende teilkristalline Polymere (LCP)

640

6.15.1 Chemischer Aufbau

640

6.15.2 Verarbeitung

641

6.15.3 Eigenschaften

642

6.15.4 Einsatzgebiete

643

6.16 Leiterpolymere: Zweidimensionale Polyaromaten und -heterocyclen

643

6.17 Polyurethane (PUR)

647

6.17.1 Allgemeine Grundlagen

647

6.17.1.1 Chemischer Aufbau

648

6.17.1.2 Herstellung der Polymeren

650

6.17.1.3 Brandverhalten

652

6.17.1.4 Handhabung der Rohstoffe, Arbeitssicherheit

652

6.17.1.5 Umweltschutz, Sicherheit und Abfallverwertung

653

6.17.2 Rohstoffe, Hilfsstoffe

654

6.17.2.1 Di- und Polyisocyanate

654

6.17.2.2 Polyole, Polyamine

655

6.17.2.3 Vernetzer bzw. Kettenverlängerer

656

6.17.2.4 Hilfsstoffe

657

6.17.3 PUR-Kunststoffe

659

6.17.3.1 Weichschaumstoffe (PUR-W)

659

6.17.3.2 Hartschaumstoffe (PUR-H)

664

6.17.3.3 Integralschaumstoffe (PUR-I)

665

6.17.3.4 Massive PUR-Kunststoffe, PUR-M

668

6.18 Natürlich vorkommende Polymere und Derivate

670

6.18.1 Cellulose- und Stärke-Derivate; CA, CTA, CP, CAP, CAB, CN, EC, MC, CMC, CH, VF, PSAC

672

6.18.1.1 Chemischer Aufbau

672

6.18.1.2 Verarbeitung

674

6.18.1.3 Eigenschaften, Einsatzgebiete

675

6.18.2 Polyhydroxyfettsäuren/Polyhydroxyalkanoate (PHA)

679

6.18.3 Casein-Kunststoffe, Casein-Formaldehyd, Kunsthorn (CS, CSF)

680

6.18.4 Polylactid, Polymilchsäure (PLA)

680

6.18.5 Elektrisch leitfähige/luminiszierende Polymere

681

6.18.6 Aliphatisches Polyketon (PK)

685

6.19 Thermoplastische Elastomere (TPE)

687

6.19.1 Physikalischer Aufbau

688

6.19.2 Chemischer Aufbau, Eigenschaften, Einsatzgebiete

689

6.19.2.1 Copolyamide (TPA)

689

6.19.2.2 Copolyester (TPC)

691

6.19.2.3 Polyolefin-Elastomere (TPO)

692

6.19.2.4 Polystyrol-Elastomere (TPS)

692

6.19.2.5 Polyurethan-Elastomere (TPU)

693

6.19.2.6 Polyolefin-Blends mit vernetztem Kautschuk (TPV)

694

6.19.2.7 Weitere TPE, TPZ

694

6.20 Duroplaste, härtbare Formmassen, Prepregs Formaldehyd-Pressmassen (PF, RF, CF, XF, FF, MF, UF, MUF, MUPF) weitere Massen, Prepregs (UP, VE (PHA), EP, PDAP, SI)

694

6.20.1 Chemischer Aufbau

695

6.20.1.1 Formaldehyd-Formmassen (PF, RF, CF, XF, FF, MF, UF, MUF, MUPF)

695

6.20.1.2 Ungesättigte Polyester-Harze (UP)

696

6.20.1.3 Vinylester-Harze (VE) Phenacrylat-Harze; Vinylesterurethane (VU)

698

6.20.1.4 Epoxid-Harze (EP)

699

6.20.1.5 Diallylphthalat-Harze, Allylester (PDAP)

701

6.20.1.6 Silikon-Harze (Si)

701

6.20.2 Verarbeitung, Lieferformen

702

6.20.3 Eigenschaften

703

6.20.3.1 Allgemeine Eigenschaften

703

6.20.3.2 Phenoplast-Formstoffe (PF, CF, RF, XF)

706

6.20.3.3 Aminoplast-Formstoffe (UF, MF)

706

6.20.3.4 Melamin-Phenolharz-Formstoffe (MPF)

711

6.20.3.5 Melamin-Polyesterharz-Formstoffe (MF+UP)

711

6.20.3.6 Polyesterharz-Formstoffe (UP)

711

6.20.3.7 Vinylester-Formstoffe (VE)

712

6.20.3.8 Epoxidharz-Formstoffe (EP)

712

6.20.3.9 Diallylphthalat-Formstoffe (PDAP)

712

6.20.3.10 Silikonharze-Formstoffe (SI)

712

6.20.4 Einsatzgebiete

713

6.20.4.1 Phenoplast-Formstoffe (PF, RF, CF, XF, FF)

713

6.20.4.2 Aminoplast-Formstoffe (MF, UF, MPF)

714

6.20.4.3 Ungesättigte Polyesterharz-Formstoffe (UP)

714

6.20.4.4 Epoxidharz-Formstoffe (EP)

717

6.20.4.5 Diallylphthalat-Formstoffe (PDAP)

717

6.20.4.6 Silikon-Formstoffe (SI)

717

6.21 Härtbare Gieß- und Laminierharze

718

6.21.1 Phenoplaste (PF, CF, RF, XF)

718

6.21.1.1 Phenol-(PF), Kresol -(CF), Resorcin-(RF), Xylenol-Formaldehyd-Harze (XF)

718

6.21.2 Aminoplaste (UF, MF)

720

6.21.2.1 Harnstoff (UF), Melamin-Formaldehyd-Harze (MF)

720

6.21.3 Furanharz (FF)

720

6.21.4 Ungesättigte Polyester-Harze (UP)

721

6.21.5 Vinylester-Harze (VE) Phenacrylat-Harze

725

6.21.6 Epoxid-Harze (EP)

726

6.21.7 Dicyclopentadien-Harz (DCPD)

727

6.21.8 Diallylphthalat-Harze (PDAP)

728

6.21.9 Kohlenwasserstoff-Harze (KWH)

728

6.22 Kautschuke

728

6.22.1 Generelle Beschreibung

728

6.22.2 Allgemeine Eigenschaften

730

6.22.3 R-Kautschuke (NR, IR, BR, CR, SBR, NBR, NCR, IIR, PNR, SIR, TOR, HNBR)

734

6.22.4 M-Kautschuke (EPM, EPDM, AECM, EAM, CSM, CM, ACM, ABR, ANM, FKM, FPM, FFKM)

738

6.22.5 O-Kautschuke (CO, ECO, ETER, PO)

741

6.22.6 Q-(Silikon)-Kautschuke (MQ, MPQ, MVQ, PVMQ, MFQ, MVFQ)

742

6.22.7 T-Kautschuke (TM, ET, TCF)

744

6.22.8 U-Kautschuke (AFMU, EU, AU)

744

6.22.9 Polyphosphazene (PNF, FZ, PZ)

745

6.22.10 Weitere Kautschuke

746

7 Additive, Füllstoffe und Fasern

748

7.1 Additive

748

7.1.1 Gleitmittel, Antiblockmittel, Trennmittel

749

7.1.2 Stabilisatoren

751

7.1.3 Antistatika

753

7.1.4 Flammschutzmittel

754

7.1.5 Farbmittel

758

7.1.6 Additive für die Laserbeschriftung

763

7.1.7 Flexibilisatoren und Weichmacher

763

7.1.8 Haftvermittler

763

7.1.9 Treibmittel und Kicker

764

7.1.10 Nukleierungsmittel

767

7.1.11 Antibakterielle Mittel, Fungizide

767

7.2 Füllstoffe

769

7.2.1 Anorganische Füllstoffe

773

7.2.2 Nanofüllstoffe

778

7.2.2.1 Füllstoffe für magnetische und elektrische Eigenschaften

781

7.3 Fasern

783

7.3.1 Verstärkungsfasern

784

7.3.1.1 Synthetische, anorganische Fasern, Glasfasern (GF)

786

7.3.1.2 Natürliche organische Verstärkungsfasern, Naturfasern

791

7.3.1.3 Synthetische, organische Verstärkungsfasern, Kohlenstofffasern (CF), Aramidfasern (AF) u..a.

794

7.3.2 Fasern, Fäden, Borsten, Bänder

803

8 Kunststoffe im Vergleich

810

8.1 Verarbeitungstechnische Kennwerte und Toleranzen

811

8.2 Übersicht über mechanische, thermische und allgemeine elektrische Eigenschaften

825

8.3 Elektrisches Verhalten

838

8.4 Optisches Verhalten

839

8.5 Verhalten gegen Umwelteinflüsse

841

8.6 Reibungs- und Verschleißverhalten

854

8.7 Erkennen von Kunststoffen

860

Index

868

 

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