Werkstoff-Führer Kunststoffe: Eigenschaften, Prüfungen, Kennwerte ; mit 71 Tabellen
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München [u.a.]
Hanser
2001
|
| Edition: | 8., völlig überarb. Aufl. |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XV, 559 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3446214372 |
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Titel: Werkstoff-Führer Kunststoffe
Autor: Hellerich, Walter
Jahr: 2001
Inhaltsverzeichnis
I Aufbau und Verhalten von Kunststoffen 1
1 Grundlagen 1
1.1 Ausgangsstoffe, Kennzeichnung und Einteilung 1
1.2 Bcsondcrheiten dcs Kohlcnstoffatoms 2
1.3 Strukturen von Makromolekiilen 4
2 Bildung von Makromolekiilen 7
2.1 Bildungsreaktionen 7
2.2 Innere Krafte in Molekulsystemen 12
2.3 Polymerisationsgrad, Vernetzungsgrad 13
3 Strukturen von thermoplastischen Kunststoffen 15
3.1 Orientierung von Makromolekiilen 15
3.2 Kristallinitat 15
3.3 Uberstrukturen 17
4 Polymcrkomhinationen 19
4.1 Copolymerisation, Pfropfpolymerisation 19
4.2 Polymerblends, Polymcrlegierungen, Kunststoffmischungen . 20
5 Zusatzstoffe 22
5.1 Fiillstoffc und Verstiirkungsstoffe 22
5.2 Stabilisatoren 23
5.3 Farbmittel 24
5.4 Weichmacher und Flexibilisatoren 25
5.5 Flammschutzmittel (siehe auch Kap. 9.1) 26
5.6 Leitfahige Zusatzstoffe 26
5.7 Treibmittel 27
6 Verhalten von Kunststoffen 28
6.1 Mechanisches Verhalten 29
6.2 Thermisches Verhalten 31
6.3 Elektrisches Verhalten 34
6.4 Verhalten gegen Umwelteinflusse 34
6.5 Wasseraufnahme 35
6.6 Permeation 36
6.7 Reibung und VerschleiB 36
7 Verarbeiten von Kunststoffen 37
7.1 Urformen 37
7.1.1 Urformen von Thermoplasten 37
7.1.2 Urformen von Duroplasten 41
7.1.3 Urformen von Elastomeren 42
IX
Inhaltsvcrzeichnis
7.2 Umformen von Thermoplasten
7.3 Naclibehandlungen . . 44
7.4 Fugcn 45
7.5 Oberflachcnbchandlungen . . . 46
7.6 Spangebende Bearbeitung 46
7.7 Schiiumen . 47
8 Umweltproblcme - Recycling
8.1 Umwehprobleme 48
8.2 Wicdcrverwendung und Wiederverwertung von KunststoffabfaJIcn 51
8.2.1 Stoffliche Wiederverwertung von Kunststoffabfallen . . 51
8.2.2 Chemische und thermische Wiederverwertung
von Kunststoffabfallen . . 54
8.3 Dcfinitioncn bei der stofflichen Wiederverwertung
von Kunststoffen
55
II Kunststofle als Werkstoffe 57
9 Kennzcichnung und Normung von Kunststoffen 57
9.1 Allgemeine Kennzeichnung von Kunststoffen 57
9.2 Aufbau ciner Normbczeichnung fur thermoplastische Formmasscn 63
9.3 Normung von Duroplasten 68
9.4 Kennzeichnung und Normung von Elastomeren . 73
10 Tliermoplaste 75
10.1 Polyolefine 75
10.1.1 Polyethylen PE 75
10.1.2 Polypropylen PP 83
10.1.3 Spezielle Polyolefine 88
10.1.3.1 Polybuten PB 89
10.1.3.2 Polymethylpenten PMP . 90
10.2 Vinylchlorid-Polymerisate 91
10.2.1 Polyvinylchlorid PVC 92
10.2.2 Wcichmacherfreies Polyvinylchlorid PVC-U (Hart-PVC) . 93
10.2.3 Polyvinylchlorid mit Wcichmacher PVC-P (Weich-PVC) . 96
10.3 Styrol-Polymerisate 99
10.3.1 PolystyrolPS 100
10.3.2 Schlagzah modifiz.iertes Polystyrol PS-1 (Styrol-ButadienSB) 103
10.3.3 Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat SAN 106
10.3.4 Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisate ABS 108
10.3.5 Schlagziihe Acrylnitril-Styrol-Formmassen ASA, AES, ACS 111
10.4 Cellulosecster CA, CP, CAB 114
10.5 Polymethylmethacrylat PMMA 117
10.6 Polyamide PA 122
10.7 Polyoxymethylene (Polyacetale) POM . 132
X
Inhaltsverzcichnis
10.8 Lincare Polyester (Polyalkylentercphthalatc) PET, PBT . 136
10.9 Polycarbonate PC 141
10.10 Modifizierte Polyphenylenether PPE 146
10.11 Aliphatische Polyketone (PK) 148
11 Spezielle Kunststoffe zum Einsatz bei hoheren Temperaturen
(Hochleistungskunststoffe) 151
11.1 Polyarylsulfone PSU, PES 152
11.2 Polyphenylensulfid PPS 155
11.3 Polyimidc PI, (PMI), PEI. PAI 157
11.4 Polyaryletherketone PAEK (PEK, PEEK) 161
11.5 Polyphtalamid (PPA) 162
11.6 Fluorhaltige Polymerisate 164
11.6.1 Polytetrafluorethylen PTFE 165
11.6.2 Fluorhaltige Thermoplaste 168
12 Duroplastc 171
12.1 Phcnoplaste PF 171
12.2 Aminoplaste MF, MP, UF 177
12.3 Ungesattigte Polyesterharze UP 182
12.4 Epoxidharze EP 187
12.5 Sondcrharze 192
12.5.1 Silikonharzmassen SI 192
12.5.2 Diallylphthalat DAP/Polydiallylphthalat PDAP 193
12.5.3 Poly-DCPD-Harze 193
12.5.4 Vinylesterharze (VE-Harze) 193
12.5.5 PUR-GieBharze 193
13 Verbundsysteme 195
13.1 Faser-Verbundsystemc 195
13.1.1 Faserwerkstoffe, Faserprodukte 196
13.1.2 Besonderheitcn bei Faser-Verbundsystemen 197
13.1.3 Verarbeitungstechniken fur Reaktionsharzmassen
mit Faserverstarkungen 199
13.1.4 Thermoplast-Fascrverbundsysteme 201
13.2 Polymerblends (siehe auch Kap. 4.2) 203
14 Elastomere 205
14.1 Vernetzte Elastomere (Gummiwerkstoffe) 205
14.2 Thermoplastische Elastomere TPE 210
14.2.1 Polyurethan-Elastomcre PUR 211
14.2.2 Polyetheramide (TPE-A) 216
14.2.3 Polyesterelastomerc (TPE-E) 217
14.2.4 Elastomere auf Polyolefinbasis (siehe auch Kap. 10.1) . . 218
14.2.4.1 Ethylen-Vinylacetat-Copolymere EVAC 218
14.2.4.2 Olefin-Elastomere (TPE-0 bzw. TPE-V) . 220
14.2.5 Styrolcopolymere (TPE-S) 221
Inhaltsvcrzeichnis
15 SchaunistoITc, geschaiimtc Kunststoffc 2-2
15.1 I larte Schaumstoffe; hartc Struktur- bzw. Integral-Schaumstoffe 225
15.2 Wcichclastischc Schaumstoffe; weichelastische Struktur- bzw.
Integral-Schaumstoffe 222
16 Sonderpolymcre 2^9
16.1 LC-Polymere 229
16.2 Elektrisch leitfahige Polymere 231
III Priifung von Kunststoffen, Kennwertc 233
17 Auswertung von Priifcrgebnissen 233
18 Einfache Methoden zur Erkennung der Kunststoffart 237
19 Physikalische (Jntersuchiingsmetliudcn zum Erkenncn
dcr KunststolTart 241
19.1 Dichtcbestimmung 241
19.1.1 Bestimmung dcr Dichtc nach der Auftriebsmethode
(Verfahren A) 242
19.1.2 Bestimmung der Dichte durch Eingrcnz.cn
in Priiffliissigkcilen (Verfahren C) 242
19.1.3 Bestimmung dcr Dichte von Schaumstoffen
aus Kautschuk und Kunststoffen 243
19.1.4 Bestimmung des Gehalts an anorganischen Ftillstoffen . . 243
19.1.5 Ermittlung des Glasfasergehalls und des Gehalts
andcrer mineralischcr Fullstoffe aus den Dichtewertcn . . 245
19.2 Thermisehe Analysenverfahren 248
19.3 Infrarot-Spektroskopie 254
19.4 Gel-Pcrmeations-Chromatographie GPC 255
20 Datcnkatalog fiir Priifimgen, Herstellungsbedingungen fiir Probe-
kiirper, Prufvcrfahrcn zur Ermittlung von Wcrkstoffkcnnwcrten . . 257
21 Mcchanischc Priifungen 270
21.1 Zugversuch 270
21.2 Druckvcrsuch 287
21.3 Biegeversuch 295
21.4 Torsionsschwingungsvcrsuch 3^2
21.5 Harteprufung '
21.5.1 Harteprufung durch Kugelcindruckversuch 313
21.5.2 Harteprufung nach Rockwell . 316
21.5.3 Harteprufung nach Shore . 71c
21.6 Schlagversuche
21.6.1 Schlagbiegcversuch nach Charpy . . . . " ] ] ' ' 322
21.6.1.1 Schlagbiegeversuche nach DIN EN ISO 179 ! ! ' 322
21.6.1.2 Instrumentierte Schlagzahigkeitsprijfung . 327
XII
Inhaltsverzeichnis
21.6.2 Schlagbiegevcrsuch nach Izod 338
21.6.3 Schlagzugversuch 340
21.7 Zeiistandvcrsuch 343
21.8 Zeitschwingvcrsuch 354
21.9 Reibungs-und VerschlciBverhalten 362
22 Thermisclie Priifungen 366
22.1 Formbestandigkeit in der Warme 367
22.1.1 Beslimmung der Warmcformbcstandigkcitstcmperatur Tf . 367
22.1.2 Vicat-Erweichungstempcratur 371
22.2 Vcrhalten von Kunststoffen bei Tcmpcratureinwirkung 375
22.3 Gcbrauchstemperaturbcrcichc 379
22.4 Warmeleitfahigkeit 383
22.5 Thermischer Langenausdehnungskoeffizicnt 387
23 Brennverhalten von Kunststoffen 391
23.1 Priifung zur Ermittlung der Brandgefahr nach DIN EN 60695 . . 395
23.1.1 Brandpriifung nach DIN EN 60695 Verfahren A -
Horiz.ontalbrennpriifung 397
23.1.2 Brandprufung nach DIN EN 60695 Verfahren B -
Vertikalbrcnnprlifung 399
23.1.3 Brandprufung nach DIN EN 60695-11-20 400
23.1.4 Anmerkung zur Ermittlung des Brennverhaltens 401
23.2 Brennbarkeitsprufungcn nach UL 403
23.3 Bestimmung dcs Brennverhaltens durch den Sauerstoff-Index . . 406
24 Elektrische Priifungen 408
24.1 Elektrische Durchschlagspannung.
elektrische Durchschlagfesligkeit 408
24.2 Spczifischer Oberfliichenwiderstand 413
24.3 Spczifischer Durchgangswiderstand 418
24.4 Dielektrische Eigcnschaftswerte 422
24.5 Kriechwegbildung (Kriechstromfestigkeit) 428
25 Opiische Priifungen 432
25.1 Brechzahl 432
25.2 Lichtdurchlassigkeit 433
26 Wasseraufnahme und Permeation 438
26.1 Wasserdampf- und Gasdurchlassigkeit (Permeation) 439
26.2 Bestimmung der Wasseraufnahme 440
26.3 Konditionieren 445
27 Schvvindung, Schrumpfung 447
27.1 Schwindung 447
27.2 Schrumpfung 452
28 Chemische Bestandigkeit von Kunststoffen 453
- in
Inhaltsvcrzcichnis
29 Viskositiitsmessungcn
29.1 Viskosilatsmessungcn an Thermoplasten 457
29.1.1 Bcstimmung von Schmclze-MassenilieBratc und Schmelze-
VolumenflicBrate (friiher Schmelzindex und Volumen-
FlieBindex) 457
29.1.2 Bcstimmung dcr Viskositatszahl von Thermoplasten
in vcrdunnter Losung 460
29.2 FlicB-HartungsvcrhaUen von hartbaren Formmassen 463
29.2.1 Bcstimmung der SchlieBzeit von hartbaren Formmassen
(PMC) 464
29.2.2 Bcstimmung des FlieB-Hartungsverhallcns von rieselfuhigcn
duroplastischen Formmassen (PMC) 465
29.2.3 Bcstimmung des Hartungsverhaltens faservcrstiirktcr
hartbarer Kunststoffc 467
29.2.4 Bestimmung dcr FlieBfahigkeit, Rcifung und Gcbrauchs-
daucr faserverstiirkter, hartbarer Kunststoffc 471
30 Matcriuleingangspriifungen 475
30.1 Bczeichnung von Formmassen 475
30.2 Frkcnncn dcr Kunststoffart 475
30.3 Viskositatsmessungen 475
30.4 KorngroBe, Kornform 476
30.5 Schuttdichte und Stopfdichte 476
30.6 Ricselfahigkcit 47S
30.7 Feuchtcgchalt, Fluchte 47S
31 I'riifung von Kunstsloff-Formteilcn 480
31.1 Zusammcnstellung von Formteilpriifungen 480
31.1.1 Priifung des Formstoffs im Formtcil 480
31.1.2 Priifung des ganzen Formtcils 481
31.1.3 Gebrauchsprufungcn des Formteils 482
31.2 Lrmittlung von Eigenspannungen 483
31.2.1 Warmlagerungsversuch 484
31.2.2 SpannungsriBverhalten von Thermoplasten 486
31.2.2.1 Beurteilung des SpannungsriBverhaltens durch
Kugel-odcrSlifteindruckverfahren 491
31.2.2.2 Beurteilung des SpannungsriBverhaltens durch
Zcitslandzugversuch 494
31.2.2.3 Beurteilung des SpannungsriBverhaltens im Biege-
streifenverfahren 495
31.2.2.4 Bell-Telephone-Test 499
31.3 Mikroskopische Untersuchungcn 499
31.3.1 1 reparation fiir Durchlichtuntersuchungen . 499
31.3.1.1 Herstellung von Dunnschnitten . . 500
11 ^ 31:3,12 Herstellung von Diinnschliffen .!!!!' SOI
- - .2 Preparation fur Auflichtuntersuchungen . 590
XIV
Inhaltsverzeichnis
31.3.3 Mikroskopierverfahren 502
31.3.3.1 Beurteilung von teilkristallinen Thcrmoplasten . . 503
31.3.3.2 Beurteilung der Fiillstoffverteilung in Kunststoff-
Formleilen 506
31.3.4 Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen . 507
31.4 StoBversuche 507
31.4.1 Nichtinstrumcntiertcr Schlagvcrsuch (Fallbolzenversuch) . 508
31.4.2 Instrumcntiertcr DurchstoRversuch 510
31.4.3 Vergleich von Ergebnisscn aus Fall-und DurchstoBversuchen 510
31.5 Farbbeurteilung 511
31.5.1 Farbabmuslerung nach DIN 6173 513
31.5.2 Farbmessungen 514
31.6 Bcwitterungsversuchc 515
31.6.1 Bewitterung in Naturversuchcn (Freibewitterung) . 517
31.6.2 Bewitterung in Kurzpriifungen 517
IV Anhang 519
32 Grtfften, Einheiten, Umrechnungsmbglichkeiten 519
33 Literaturhinweise (Auswahl) 521
34 Anschriften von Verbanden 524
35 Herstellcr und Lieferanten von Kunslstoffen (Auswahl) 525
36 Sachvcrzeichnis mit Handelsnamen und Anwcndungsbeispielen . . 528 |
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| author | Hellerich, Walter Harsch, Günther Haenle, Siegfried |
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| discipline | Chemie / Pharmazie Physik Werkstoffwissenschaften Werkstoffwissenschaften / Fertigungstechnik |
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