Kunststoffe: Synthese, Herstellungsverfahren, Apparaturen
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| Format: | Book |
|---|---|
| Language: | German |
| Published: |
Weinheim
WILEY-VCH
2006
|
| Edition: | 1. Aufl. |
| Subjects: | |
| Online Access: | Beschreibung für Leser Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XVI, 363 S. Ill., graph. Darst. 25 cm |
| ISBN: | 3527315829 9783527315826 |
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Herausgeber und Autoren
XI
Vorwort
XV
1 Einleitung 1
2 Synthesemethoden und Herstellverfehren für Kunststoffe 2
2.1 Synthesemethoden 3
2.1.1 Synthese von Kunststoffen durch Polymerisation 4
2.1.2 Synthese von Kunststoffen durch Polykondensation 10
2.1.3 Synthese von Kunststoffen durch Polyaddition 15
2.1.4 Synthese von Kunststoffen durch Modifizierung von Makromolekülen 15
2.1.4.1 Synthese von Kunststoffen durch chemische Umsetzungen an
Makromolekülen 16
2.1.4.2 Mischungen von Polymeren (Polymerblends) 17
2.2 Herstellverfahren IS
2.2.1 Besonderheiten bei der Herstellung von Kunststoffen 19
2.2.2 Polyreaktionen in Substanz 20
2.2.2.1 Homogene Polyreaktionen in Substanz 21
2.2.2.2 Heterogene Polyreaktionen in Substanz 22
2.2.3 Polyreaktionen in Lösung 23
2.2.4 Polyreaktionen in Dispersion 23
2.2.4.1 Polyreaktionen in Suspension 24
2.2.4.2 Polyreaktionen in Emulsion 25
3 Apparaturen zur Herstellung, Aufarbeitung und Konfektionierung
von Kunststoffen 30
3.1 Reaktoren 31
3.1.1 Reaktortypen 33
3.1.2 Mischvorrichtungen 37
3.1.3 Wärmeabfuhr 40
3.1.4 Produktaustrag 42
VI
Inhalt
3.2 Aufarbeitung 44
3.2.1 Entmonomerisierung 44
3.2.2 Aufbereitung von Polymerisaten aus
Emulsions-
und
Suspensionsverfahren 47
3.3 Konfektionierung 50
3.3.1 Compoundierung und Granulatherstellung
5Î
3.3.2 Polymerpulver 53
3.4 Ausblick 53
4 Herstellung der wichtigsten Kunststoffe 54
4.1 Polyolefine 54
4.1.1
Polyethylene
54
4.1.1.1 Hochdruck-Polymerisationsverfahren 59
4.1.1.2 Niederdruck-Polymerisationsverfahren 65
4.1.2
Polypropylene
84
4.1.2.1 Schleifen-(Loop)-Gasphasen-Kaskadenverfahren 87
4.1.2.2 Gasphasen-Kaskadenverfahren 93
4.1.2.3 Gasphasen-Kaskade mit horizontal liegenden, gerührten
Reaktoren 95
4.1.2.4 Mehrzonen-Gasphasen-Schleifenreaktor 97
4.1.3 Polybuten-1 99
4.1.3.1 Katalysatoren 101
4.1.3.2 Produktportfolio 101
4.2 Styrolpolymere 102
4.2.1 Physikalische und chemische Grundlagen der Verfahren 104
4.2.2 Beschreibung der Herstellverfahren 108
4.2.2.1 Styrol-Homopolymere 108
4.2.2.2 Styrol-Acrylnitril-Copolymer 112
4.2.2.3 Schlagfestes Polystyrol 114
4.2.2.4 ABS-Polymerisate 118
4.2.2.5 Verschäumbares Polystyrol 121
4.2.2.6 Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere 123
4.2.3 Eigenschaften und Anwendungsgebiete 125
4.3 Polyvinylchloride 128
4.3.1 Physikalische und chemische Grundlagen der Verfahren 129
4.3.1.1 Vinylchlorid 129
4.3.1.2 Polyvinylchlorid 130
4.3.1.3 Einsatzstoffe bei der Polymerisation 132
4.3.2 Beschreibung der Polymerisationsverfahren 135
4.3.2.1 Suspensionspolymerisation 135
4.3.2.2 Massepolymerisation 139
4.3.2.3 Mikrosuspensionsverfahren 140
4.3.2.4 Emulsionspolymerisation 142
4.3.2.5 Vinylchlorid-Copolymere 146
4.3.3 Eigenschaften und Anwendungsgebiete 149
Inhalt
VII
4.3.3.1 PVC-Verarbeitung 153
4.3.3.2 Hilfsstoffe für die Verarbeitung 353
4.4 Polyoxymethylene 155
4.4.1 Physikalische und chemische Grundlagen der Verfahren 355
4.4.2 Beschreibung der Herstellverfahren 357
4.4.2.1 Herstellung von Homopolymerisaten 157
4.4.2.2 Herstellung von Copolymerisaten 358
4.4.3 Eigenschaften und Anwendungsgebiete 160
АЛА
Wirtschaftlicher Ausblick 362
4.5 Fluorpolymere 163
4.5.1 Wirtschaftliche Bedeutung - Haupteinsatzgebiete 363
4.5.2 Hersteller - Produkte 363
4.5.3 Herstellung - Eigenschaften - Verarbeitung -
Einsatzgebiete 364
4.5.3.1
Polytetrafluorethylen-(PTFE)-Homopolymere
364
4.5.3.2 Polytrifluorchlorethylen (PCTFE) 365
4.5.3.3 Polyvinylfluorid (PVF) 366
4.5.3.4 Polyvinylidenfluorid (PVDF) 367
4.5.4 Copolymere 368
4.5.4.1 TFE-HFP (Hexafluorpropen): FEP 168
4.5.4.2 TFE-PPVE (Perfluorpropylvinylether): PFA 369
4.5.4.3 TFE-PMVE (Perfluormethylvinylether): MFA 370
4.5.4.4 TFE-Ethylen: ETFE 170
4.5.4.5 CTFE-Ethylen (ECTFE) 171
4.5.4.6 Ethylen-TFE-HFP (EFEP) 171
4.5.4.7 TFE-HFP-VDF (THV) 172
4.5.5 Spezialitäten 172
4.5.5.1 PTFE-Compounds 172
4.5.5.2 PTFE-Mikropulver 172
4.5.5.3 Produkte - optische Anwendungen 373
4.5.5.4 Produkte - Membrantechnologien 373
4.5.5.5 Produkte - Beschichtungssysteme 173
4.5.6 Hersteller - Handelsnamen 173
4.6 Polymethylrnethacrylat 173
4.6.1 Physikalische und chemische Grundlagen der
Verfahren 374
4.6.2 Beschreibung der Herstellverfahren 376
4.6.2.1 Gießverfahren zur Herstellung von hochmolekularem
Halbzeug 376
4.6.2.2 Verfahren zur Herstellung von Formmassen 177
4.6.2.3 Technischer Ausblick 378
4.6.3 Verarbeitung 179
4.6.4 Eigenschaften und Anwendungsgebiete 379
4.7
Polycarbonate
181
4.7.1 Einleitung 181
VIII Inhalt
АЛ.
2 Beschreibung der Herstellverfahren 182
4.7.3 Eigenschaften und Anwendungsgebiete 185
4.8 Polyamide 187
4.8.1 Übersicht über die Stoffklasse 187
4.8.2 Aliphatische Polyamide 188
4.8.2.1 Herstellung der aliphatischen Polyamide 188
4.8.2.2 Eigenschaften und Anwendungen 192
4.8.3 Teilaromatische Polyamide 197
4.8.3.1 Herstellung der teilaromatischen Polyamide und
Copolyamide 199
4.8.3.2 Eigenschaften der teilaromatischen Polyamide 199
4.8.4 Modifizierte Polyamide 200
4.8.5 Verarbeitung und Anwendungen der Polyamide 203
4.8.6 Hersteller von Polyamiden 204
4.9 Polyester 206
4.9.1 Thermoplastische Polyester
fur
technische Anwendungen 207
4.10 Polyphenylenoxide (PPO) 211
4.10.1 Herstellung 211
4.10.2 Eigenschaften und Anwendung 213
4.11 Polyphenylensulfide 216
4.11.1 Einführung 216
4.11.2 Herstellverfahren 216
4.11.2.1 Historische Entwicklung 216
4.11.2.2 Technische Produktionsverfahren 217
4.11.3 Materialeigenschaften 219
4.11.3.1 Kristallisationsverhalten 219
4.11.3.2 Mechanische Eigenschaften 220
4.11.3.3 Chemische Eigenschaften 221
4.11.4 Anwendungsgebiete 221
4.11.5 Hersteller und Kapazitäten 222
4.12 Polysulfone 223
4.12.1 Herstellung 225
4.12.2 Eigenschaften und Anwendungen 228
4.13 Kunststoffe aus
Cellulose
229
4.13.1 Regeneratcellulose (Zellglas) 232
4.13.2 Blasfolien nach dem NMMO-Verfahren 233
4.13.3 Komposit-Werkstoffe 234
4.13.4 Celluloseester 235
4.13.4.1 Herstellung der Celluloseester und Rohstoffbasis 237
4.13.4.2 Eigenschaften der organischen Celluloseester und
Formmassen 239
4.14 Polyurethane 242
4.14.1 Grundreaktionen und makromolekularer Aufbau 243
4.14.2 Rohstoffe für die Polyurethanherstellung 245
4.14.3 Hilfsstoffe 247
Inhalt
IX
4.15 Formmassen 248
4.15.1 Formmassen aus Phenol-, Harnstoff- und Melamin-Formaldehyd-
Kondensaten 248
4.15.1.1 Herstellung von Formmassen 249
4.15.1.2 Verarbeitung von Formmassen 250
4.15.1.3 Formmassen aus Phenol-Formaldehyd-Kondensaten 250
4.15.1.4 Formmassen aus Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten 251
4.15.1.5 Formmassen aus Melamin-Formaldehyd-Kondensaten 252
4.15.2 Formmassen aus ungesättigten Polyesterharzen 253
4.15.2.1 Herstellung von UP-Harzmassen 253
4.15.2.2 Herstellung von Form teilen aus UP-Harzmatten im Formpressverfahren
(Sheet
Moulding Compounds
= SMC) 256
4.15.2.3 Herstellung von Formteilen aus Faserformmassen durch Spritzguss
(Bulk Moulding Compounds)
257
4.15.2.4 Ökologische Aspekte und Recycling 259
4.15.2.5 Anwendungsgebiete und Wirtschaftlichkeit 259
4.16 Cycloolefinfcojpolymere 260
4.16.1 Einleitung 260
4.16.2 Herstellung 261
4.16.3 Eigenschaften und Anwendungen 262
4.17 Verfahren zur Herstellung von flüssigkristallinen
Polymeren (LCP) 264
4.17.1 Aufbau von LCP 264
4.17.2 Herstellung von LCP 265
5 Verarbeitung von thermoplastischen Formmassen und
Polyurethan-Rohstoffen 267
5.1 Verarbeitung von thermoplastischen Formmassen 267
5.1.1 Übersicht 267
5.1.2 Materialvorbereitung 268
5.1.2.1 Aufbereiten 268
5.1.2.2 Mischen 269
5.1.2.3 Granulieren 269
5.1.2.4 Zerkleinern 270
5.1.2.5 Trocknen 270
5.1.2.6 Fördern 272
5.1.3 Urformen 273
5.1.3.1 Plastifizieren beim Urformen 274
5.1.3.2 Extrusionsverfahren 276
5.1.3.3 Spritzgießen 286
5.1.4 Umformen 306
5.1.4.1 Kaltformen 306
5.1.4.2 Wannformen (Tiefziehen, Streckformen) 306
5.1.5 Fügen 308
5.1.5.1 Schweißen 308
X
Inhalt
5.1.6 Weitere Verarbeitungsverfahren 312
5.2 Herstellung von Formteilen und Halbzeugen aus Polyurethan 312
5.2.1 Dosier-und Mischmaschinen 314
5.2.2 Verarbeitungsanlagen 320
5.2.3 Messen, Steuern und Regeln 323
6 Literatur 325
Stichwortverzeichnis 351
|
| adam_txt |
Inhalt
Herausgeber und Autoren
XI
Vorwort
XV
1 Einleitung 1
2 Synthesemethoden und Herstellverfehren für Kunststoffe 2
2.1 Synthesemethoden 3
2.1.1 Synthese von Kunststoffen durch Polymerisation 4
2.1.2 Synthese von Kunststoffen durch Polykondensation 10
2.1.3 Synthese von Kunststoffen durch Polyaddition 15
2.1.4 Synthese von Kunststoffen durch Modifizierung von Makromolekülen 15
2.1.4.1 Synthese von Kunststoffen durch chemische Umsetzungen an
Makromolekülen 16
2.1.4.2 Mischungen von Polymeren (Polymerblends) 17
2.2 Herstellverfahren IS
2.2.1 Besonderheiten bei der Herstellung von Kunststoffen 19
2.2.2 Polyreaktionen in Substanz 20
2.2.2.1 Homogene Polyreaktionen in Substanz 21
2.2.2.2 Heterogene Polyreaktionen in Substanz 22
2.2.3 Polyreaktionen in Lösung 23
2.2.4 Polyreaktionen in Dispersion 23
2.2.4.1 Polyreaktionen in Suspension 24
2.2.4.2 Polyreaktionen in Emulsion 25
3 Apparaturen zur Herstellung, Aufarbeitung und Konfektionierung
von Kunststoffen 30
3.1 Reaktoren 31
3.1.1 Reaktortypen 33
3.1.2 Mischvorrichtungen 37
3.1.3 Wärmeabfuhr 40
3.1.4 Produktaustrag 42
VI
Inhalt
3.2 Aufarbeitung 44
3.2.1 Entmonomerisierung 44
3.2.2 Aufbereitung von Polymerisaten aus
Emulsions-
und
Suspensionsverfahren 47
3.3 Konfektionierung 50
3.3.1 Compoundierung und Granulatherstellung
5Î
3.3.2 Polymerpulver 53
3.4 Ausblick 53
4 Herstellung der wichtigsten Kunststoffe 54
4.1 Polyolefine 54
4.1.1
Polyethylene
54
4.1.1.1 Hochdruck-Polymerisationsverfahren 59
4.1.1.2 Niederdruck-Polymerisationsverfahren 65
4.1.2
Polypropylene
84
4.1.2.1 Schleifen-(Loop)-Gasphasen-Kaskadenverfahren 87
4.1.2.2 Gasphasen-Kaskadenverfahren 93
4.1.2.3 Gasphasen-Kaskade mit horizontal liegenden, gerührten
Reaktoren 95
4.1.2.4 Mehrzonen-Gasphasen-Schleifenreaktor 97
4.1.3 Polybuten-1 99
4.1.3.1 Katalysatoren 101
4.1.3.2 Produktportfolio 101
4.2 Styrolpolymere 102
4.2.1 Physikalische und chemische Grundlagen der Verfahren 104
4.2.2 Beschreibung der Herstellverfahren 108
4.2.2.1 Styrol-Homopolymere 108
4.2.2.2 Styrol-Acrylnitril-Copolymer 112
4.2.2.3 Schlagfestes Polystyrol 114
4.2.2.4 ABS-Polymerisate 118
4.2.2.5 Verschäumbares Polystyrol 121
4.2.2.6 Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere 123
4.2.3 Eigenschaften und Anwendungsgebiete 125
4.3 Polyvinylchloride 128
4.3.1 Physikalische und chemische Grundlagen der Verfahren 129
4.3.1.1 Vinylchlorid 129
4.3.1.2 Polyvinylchlorid 130
4.3.1.3 Einsatzstoffe bei der Polymerisation 132
4.3.2 Beschreibung der Polymerisationsverfahren 135
4.3.2.1 Suspensionspolymerisation 135
4.3.2.2 Massepolymerisation 139
4.3.2.3 Mikrosuspensionsverfahren 140
4.3.2.4 Emulsionspolymerisation 142
4.3.2.5 Vinylchlorid-Copolymere 146
4.3.3 Eigenschaften und Anwendungsgebiete 149
Inhalt
VII
4.3.3.1 PVC-Verarbeitung 153
4.3.3.2 Hilfsstoffe für die Verarbeitung 353
4.4 Polyoxymethylene 155
4.4.1 Physikalische und chemische Grundlagen der Verfahren 355
4.4.2 Beschreibung der Herstellverfahren 357
4.4.2.1 Herstellung von Homopolymerisaten 157
4.4.2.2 Herstellung von Copolymerisaten 358
4.4.3 Eigenschaften und Anwendungsgebiete 160
АЛА
Wirtschaftlicher Ausblick 362
4.5 Fluorpolymere 163
4.5.1 Wirtschaftliche Bedeutung - Haupteinsatzgebiete 363
4.5.2 Hersteller - Produkte 363
4.5.3 Herstellung - Eigenschaften - Verarbeitung -
Einsatzgebiete 364
4.5.3.1
Polytetrafluorethylen-(PTFE)-Homopolymere
364
4.5.3.2 Polytrifluorchlorethylen (PCTFE) 365
4.5.3.3 Polyvinylfluorid (PVF) 366
4.5.3.4 Polyvinylidenfluorid (PVDF) 367
4.5.4 Copolymere 368
4.5.4.1 TFE-HFP (Hexafluorpropen): FEP 168
4.5.4.2 TFE-PPVE (Perfluorpropylvinylether): PFA 369
4.5.4.3 TFE-PMVE (Perfluormethylvinylether): MFA 370
4.5.4.4 TFE-Ethylen: ETFE 170
4.5.4.5 CTFE-Ethylen (ECTFE) 171
4.5.4.6 Ethylen-TFE-HFP (EFEP) 171
4.5.4.7 TFE-HFP-VDF (THV) 172
4.5.5 Spezialitäten 172
4.5.5.1 PTFE-Compounds 172
4.5.5.2 PTFE-Mikropulver 172
4.5.5.3 Produkte - optische Anwendungen 373
4.5.5.4 Produkte - Membrantechnologien 373
4.5.5.5 Produkte - Beschichtungssysteme 173
4.5.6 Hersteller - Handelsnamen 173
4.6 Polymethylrnethacrylat 173
4.6.1 Physikalische und chemische Grundlagen der
Verfahren 374
4.6.2 Beschreibung der Herstellverfahren 376
4.6.2.1 Gießverfahren zur Herstellung von hochmolekularem
Halbzeug 376
4.6.2.2 Verfahren zur Herstellung von Formmassen 177
4.6.2.3 Technischer Ausblick 378
4.6.3 Verarbeitung 179
4.6.4 Eigenschaften und Anwendungsgebiete 379
4.7
Polycarbonate
181
4.7.1 Einleitung 181
VIII Inhalt
АЛ.
2 Beschreibung der Herstellverfahren 182
4.7.3 Eigenschaften und Anwendungsgebiete 185
4.8 Polyamide 187
4.8.1 Übersicht über die Stoffklasse 187
4.8.2 Aliphatische Polyamide 188
4.8.2.1 Herstellung der aliphatischen Polyamide 188
4.8.2.2 Eigenschaften und Anwendungen 192
4.8.3 Teilaromatische Polyamide 197
4.8.3.1 Herstellung der teilaromatischen Polyamide und
Copolyamide 199
4.8.3.2 Eigenschaften der teilaromatischen Polyamide 199
4.8.4 Modifizierte Polyamide 200
4.8.5 Verarbeitung und Anwendungen der Polyamide 203
4.8.6 Hersteller von Polyamiden 204
4.9 Polyester 206
4.9.1 Thermoplastische Polyester
fur
technische Anwendungen 207
4.10 Polyphenylenoxide (PPO) 211
4.10.1 Herstellung 211
4.10.2 Eigenschaften und Anwendung 213
4.11 Polyphenylensulfide 216
4.11.1 Einführung 216
4.11.2 Herstellverfahren 216
4.11.2.1 Historische Entwicklung 216
4.11.2.2 Technische Produktionsverfahren 217
4.11.3 Materialeigenschaften 219
4.11.3.1 Kristallisationsverhalten 219
4.11.3.2 Mechanische Eigenschaften 220
4.11.3.3 Chemische Eigenschaften 221
4.11.4 Anwendungsgebiete 221
4.11.5 Hersteller und Kapazitäten 222
4.12 Polysulfone 223
4.12.1 Herstellung 225
4.12.2 Eigenschaften und Anwendungen 228
4.13 Kunststoffe aus
Cellulose
229
4.13.1 Regeneratcellulose (Zellglas) 232
4.13.2 Blasfolien nach dem NMMO-Verfahren 233
4.13.3 Komposit-Werkstoffe 234
4.13.4 Celluloseester 235
4.13.4.1 Herstellung der Celluloseester und Rohstoffbasis 237
4.13.4.2 Eigenschaften der organischen Celluloseester und
Formmassen 239
4.14 Polyurethane 242
4.14.1 Grundreaktionen und makromolekularer Aufbau 243
4.14.2 Rohstoffe für die Polyurethanherstellung 245
4.14.3 Hilfsstoffe 247
Inhalt
IX
4.15 Formmassen 248
4.15.1 Formmassen aus Phenol-, Harnstoff- und Melamin-Formaldehyd-
Kondensaten 248
4.15.1.1 Herstellung von Formmassen 249
4.15.1.2 Verarbeitung von Formmassen 250
4.15.1.3 Formmassen aus Phenol-Formaldehyd-Kondensaten 250
4.15.1.4 Formmassen aus Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten 251
4.15.1.5 Formmassen aus Melamin-Formaldehyd-Kondensaten 252
4.15.2 Formmassen aus ungesättigten Polyesterharzen 253
4.15.2.1 Herstellung von UP-Harzmassen 253
4.15.2.2 Herstellung von Form teilen aus UP-Harzmatten im Formpressverfahren
(Sheet
Moulding Compounds
= SMC) 256
4.15.2.3 Herstellung von Formteilen aus Faserformmassen durch Spritzguss
(Bulk Moulding Compounds)
257
4.15.2.4 Ökologische Aspekte und Recycling 259
4.15.2.5 Anwendungsgebiete und Wirtschaftlichkeit 259
4.16 Cycloolefinfcojpolymere 260
4.16.1 Einleitung 260
4.16.2 Herstellung 261
4.16.3 Eigenschaften und Anwendungen 262
4.17 Verfahren zur Herstellung von flüssigkristallinen
Polymeren (LCP) 264
4.17.1 Aufbau von LCP 264
4.17.2 Herstellung von LCP 265
5 Verarbeitung von thermoplastischen Formmassen und
Polyurethan-Rohstoffen 267
5.1 Verarbeitung von thermoplastischen Formmassen 267
5.1.1 Übersicht 267
5.1.2 Materialvorbereitung 268
5.1.2.1 Aufbereiten 268
5.1.2.2 Mischen 269
5.1.2.3 Granulieren 269
5.1.2.4 Zerkleinern 270
5.1.2.5 Trocknen 270
5.1.2.6 Fördern 272
5.1.3 Urformen 273
5.1.3.1 Plastifizieren beim Urformen 274
5.1.3.2 Extrusionsverfahren 276
5.1.3.3 Spritzgießen 286
5.1.4 Umformen 306
5.1.4.1 Kaltformen 306
5.1.4.2 Wannformen (Tiefziehen, Streckformen) 306
5.1.5 Fügen 308
5.1.5.1 Schweißen 308
X
Inhalt
5.1.6 Weitere Verarbeitungsverfahren 312
5.2 Herstellung von Formteilen und Halbzeugen aus Polyurethan 312
5.2.1 Dosier-und Mischmaschinen 314
5.2.2 Verarbeitungsanlagen 320
5.2.3 Messen, Steuern und Regeln 323
6 Literatur 325
Stichwortverzeichnis 351 |
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