Kunststoff-Fibel:
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Speyer
Zechner & Hüthig
1980
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| Edition: | 3. Aufl. |
| Series: | Kunststoffbücherei
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| adam_text | Titel: Kunststoff-Fibel
Autor: Domininghaus, Hans
Jahr: 1980
INHALTSVERZEICHNIS 1. Einleitung....................... 17 2. Geschichtsdaten .................... 19 3. Wirtschaftliche Entwicklung .............. 26 4. Grundstoffe der Petrochemie und Primärchemikalien .... 28 4.1 Entwicklung der Rohstoffbasis............. 28 4.2 Wirtschaftliche und technische Bedeutung der Grundstoffe . 32 4.2.1 Kohle........................ 32 4.2.2 Erdöl........................ 33 4.2.2.1 Erdölgewinnung aus Ölsand............ 35 4.2.2.2 Verarbeitung des Erdöls.............. 38 4.2.3 Erdgas ....................... 39 4.3 Gewinnung der Primärchemikalien........... 41 4.3.1 Primärchemikalien auf der Grundlage von Erdöl .... 41 4.3.1.1 C 2 -Kohlenwasserstoffe ............... 42 4.3.1.1.1 Ethylenerzeugung aus Naphtha.......... 42 4.3.1.1.2 Acetylenerzeugung durch autotherme Naphthaspaltung 43 4.3.1.1.3 Gewinnung von Acetylen aus gas- und dampfförmigen Kohlenwasserstoffen ............. 43 4.3.1.1.4 Tauchflammenspaltung von Rohöl (BASF-Verfahren) . 44 4.3.2 Propylen ...................... 45 4.3.3 Ungesättigte C 4 und Cä-KohlenWasserstoffe...... 46 4.3.4 Benzol ....................... 46 4.3.5 Naphthalin ..................... 46 4.3.6 Cyclohexan..................... 47 4.4 Umstellung der Rohstoffquellen............ 47 4.4.1 öl aus Kohle .................... 47 4.4.2 Der künftige Weg.................. 49 5. Kunststoffe als hochpolymere Werkstoffe........ 52 5.1 Bildungsreaktionen .................. 52 9
5.1.1 Abgewandelte Naturstoffe.............. 52 5.1.1.1 Kunststoffe auf Cellulosebasis............ 53 5.1.1.2 Kunststoffe auf Proteinbasis............. 54 5.1.2 Synthetische Kunststoffe............... 55 5.1.2.1 Polymerisation................... 56 5.1.2.1.1 Radikalkettenpolymerisation ........... 56 5.1.2.1.2 Ionenkettenpolymerisation ............ 56 5.1.2.1.3 Stereoregulierte Polymerisation.......... 57 5.1.2.1.4 Copolymerisation................. 59 5.1.2.1.5 Technische Polymerisationsverfahren ....... 60 5.1.2.1.5.1 Polymerisation im homogenen System...... 60 5.1.2.1.5.1.1 Substanzpolymerisation ............ 61 5.1.2.1.5.1.2 Lösungs-Polymerisation ............ 62 5.1.2.1.5.1.3 Fällungspolymerisation ............ 63 5.1.2.1.5.2 Polymerisation im heterogenen System...... 64 5.1.2.1.5.2.1 Suspension-(Perl)-Polymerisation........ 64 5.1.2.1.5.2.2 Emulsionspolymerisation............ 64 5.1.2.2 Polykondensation ................. 66 5.1.2.3 Polyaddition.................... 70 5.2 Bauprinzipien..................... 70 5.2.1 Modifizieren des Eigenschaftsbildes.......... 73 5.3 Eigenschaften..................... 74 5.3.1 Einfluß des strukturellen Aufbaues.......... 75 5.3.2 Einfluß des Polymerisationsgrades........... 77 5.3.3 Einfluß des Ordnungszustandes............ 78 5.3.4 Temperaturabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften 81 5.3.5 Zeitabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften ... 84 5.3.6 Schwingfestigkeit .................. 88 5.3.7 Sicherheitsbeweise.................. 89 5.3.8 Chemikalienbeständigkeit .............. 90 5.3.8.1 Spannungskorrosion (Spannungsrißbildung) ..... 91 6. Die wichtigsten Kunststoffe ............... 95 6.1 Abgewandelte Naturstoffe............... 96 6.1.1 Casein-Kunststoffe.................. 96 10
6.1.2 Cellulosederivate .................. 97 6.1.2.1 Vulkanfiber .................... 97 6.1.2.2 Cellulosenitrat (Celluloid) ............. 97 6.1.2.3 Celluloseacetat (CA)................ 98 6.1.2.4 Cellulose-Mischester (CAB, CAP).......... 6.1.2.5 Zellglas ......................100 6.2 Synthetische Kunststoffe................100 6.2.1 Duroplaste .....................100 6.2.1.1 Phenol-Formaldehydharze (PF) ...........100 6.2.1.2 Melamin- und Harnstoff-Formaldehyd (MF, UF) . . . 102 6.2.1.3 Ungesättigte Polyesterharze (UP)..........103 6.2.1.4 Epoxidharze (EP)..................107 6.2.1.5 Vernetzte Polyurethane (PUR) ...........109 6.2.1.6 Silicone (Sí)....... 111 6.2.2 Thermoplaste ....................111 6.2.2.1 Polyamide (PA) ..................111 6.2.2.2 Polyolefine ....................114 6.2.2.2.1 Polyethylen (PE).................114 6.2.2.2.2 Polypropylen (PP).................120 6.2.2.2.3 Polybuten-1 122 6.2.2.3 Polyvinylchlorid (PVC)...............124 6.2.2.4 Chlorierter Polyether................128 6.2.2.5 Polymethylmethacrylat (PMMA)...........129 6.2.2.6 Polystyrol (PS, SAN, ABS).............130 6.2.2J Polycarbonat (PC).................137 6.2.2.8 Polyacetal (POM) ........ 139 6.2.2.9 Fluorkunststoffe ..................141 6.2.2.9.1 Polytrifluorchlorethylen (PCTFE) .........141 6.2.2.9.2 Polyvinylidenfluorid ...............143 6.2.2.9.3 Polyfluorethylenpropylen (PFEP) .........143 6.2.2.9.4 Polytetrafluorethylen (PTFE) ...........143 6.2.3 Kunststoffe mit besonderen Eigenschaften.......144 6.2.3.1 Polyimide.....................144 6.2.3.2 Polyphenylenoxid (PPO)...............144 6.2.3.3 Ionomere .....................145 11
6.2.3.4 Polysulfon.....................146 6.2.3.5 Polyalkylenterephthalate..............147 6.2.4 Gefüllte und verstärkte Kunststoffe..........148 6.3 Elastomere ......................152 6.3.1 Naturkautschuk ...................153 6.3.2 Styrol-Butadienkautschuk ..............155 6.3.3 Butylkautschuk ...................155 6.3.4 Polychloropren ...................155 6.3.5 Nitrilkautschuk ...................156 6.3.6 Polysulfidkautschuk .................157 6.3.7 Chlorsulfoniertes Polyethylen ............157 6.3.8 Polyurethankautsdiuk ................157 6.3.9 Polybutadien ....................158 6.3.10 Siliconkautschuk ..................158 6.3.11 Fluorkautschuke ..................158 6.3.12 Polyolefinkautschuke ................158 6.3.12.1 Ethylen-Propylenkautschuk (EPK).........159 6.3.12.2 Ethylen-Propylen-Terpolymerkautschuk (EPTK bzw. EPDM) ......................159 6.4 Schaumkunststoffe...................160 6.4.1 Schaumkunststoffe im Bauwesen...........161 6.4.2 Schaumkunststoffe in der Kühlindustrie........165 6.4.3 Schaumkunststoffe im Fahrzeug- und Maschinenbau . . . 166 6.4.4 Schaumkunststoffe für Polsterungen und Verpackungen . 167 6.4.5 Schaumkunststoffe in der Landwirtschaft.......167 7. Verarbeitung von Kunststoffen.............168 7.1 Aufbereiten von Kunststoff-Rohstoffen .........168 7.1.1 Zerkleinern fester Massen..............169 7.1.2 Schmelzgranulieren .................170 7.1.3 Mischen, Kneten, Walzen ..............172 7.2 Kalandrieren .....................173 7.3 Beschichten, Kaschieren................173 7.4 Gießen, Tauchen....................175 7.5 Flammspritzen, Sintern ................176 12
7.6 Schäumen.......................177 7.7 Pressen........................179 7.7.1 Preßverfahren....................181 7.7.2 Spritzpreßverfahren .................181 7.7.3 Verarbeitung von Niederdruckharzen.........184 7.7.3.1 Arbeiten mit einteiligem Werkzeug.........186 7.7.3.2 Arbeiten mit dem Gummisack............187 7.7.3.3 Preßwerkzeuge...................188 7.7.3.4 Vorformverfahren .................189 7.7.3.5 Rohrherstellung ..................190 7.8 Spritzgießen .....................190 7.9 Extrudieren......................205 7.9.1 Rohre........................206 7.9.2 Schlauchfolien....................206 7.9.3 Flachfolien .....................207 7.9.4 Tafeln, Vollprofile..................207 7.9.5 Wickeln von Hohlprofilen...............208 7.9.6 Faden-, Netz- und Folienstreifen-Extrusion.......209 7.9.7 Drahtummantelung..................212 7.9.8 Extrusionsblasen ..................212 7.10 Steck- und Warmformen von Tafeln und Folien.....214 7.11 Spanende Formgebung................216 7.11.1 Sägen .......................216 7.11.2 Schneiden .....................217 7.11.3 Drehen ......................217 7.11.4 Bohren.......................217 7.11.5 Gewindeschneiden .................217 7.11.6 Fräsen, Hobeln...................218 7.11.7 Schleifen......................218 7.11.8 Polieren ......................218 7.12 Verbinden von Kunststoffteilen............219 7.12.1 Mechanische Verbindungen.............219 7.12.2 Kleben und Kitten..................219 7.12.3 Schweißen .....................219 7.12.3.1 Warmgasschweißen................219 13
7.12.3.2 Heizelementsdiweißen...............220 7.12.3.3 Reibungsschweißen ................221 7.12.3.4 Hochfrequenzschweißen ..............222 7.12.3.5 Ultraschallschweißen................222 7.12.3.6 Dekoratives Ausrüsten ..............224 7.12.3.6.1 Beschriften und Prägen..............224 7.12.3.6.2 Bedrucken .....................224 7.12.3.6.3 Lackieren und Bemalen..............224 7.12.3.6.4 Metallisieren ..................225 7.12.3.6.5 Beflocken ....................225 8. Ausblick........................225 9. Grundriß der Chemie der Kunststoffe ...........229 9.1 Einleitung ......................229 9.2 Kohlenwasserstoffe ..................230 9.2.1 Aliphatische Kohlenwasserstoffe ...........230 9.2.1.1 Alkane, C n H2n + 2..................230 9.2.1.2 Alkene (Olefine), C n H 2 n ...............231 9.2.1.2.1 Doppelbindung..................232 9.2.1.2.2 cis-trans-Isomerie.................233 9.2.1.3 Alkine (Acetylene), C n H 2 n -2 ............234 9.2.1.4 Kohlenwasserstoffe mit zwei oder mehr C=C- Doppelbindungen (Polyene)..............234 9.2.1.5 Alicyclisdie Verbindungen.............235 9.2.2 Aromatische Kohlenwasserstoffe ...........235 9.2.2.1 Alkylbenzole ...................237 9.2.2.2 Arylalkene ....................237 9.2.2.3 Arylalkine.....................238 9.2.2.4 Kondensierte aromatische Ringsysteme........238 9.3 Sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe..........239 9.3.1 Einwertige, gesättigte Alkohole (Alkanoie).......239 9.3.1.1 Oxidationsprodukte der Alkanoie..........241 9.3.1.1.1 Aliphatische Aldehyde (Alkanoie).........241 9.3.1.1.2 Gesättigte aliphatische Monocarbonsäuren (Fettsäuren, Alkansäuren).............241 14
9.3.1.2 Aliphatische Ketone (Alkanone)...........243 9.3.2 Einwertige ungesättigte Alkohole (Alkenole und Alkinole)...............244 9.3.2.1 Ungesättigte Aldehyde (Alkenale und Alkinale) . . . 245 9.3.2.2 Ungesättigte aliphatische Monocarbonsäuren (Alkensäuren) ...................245 9.3.2.3 Ungesättigte Ketone................246 9.3.3 Mehrwertige Alkohole................246 9.3.3.1 Aliphatische Dialdehyde, Ketoaldehyde und Diketone . 247 9.3.3.2 Gesättigte Dicarbonsäuren.............247 9.3.3.3 Ungesättigte Dicarbonsäuren............248 9.3.4 Phenole.......................248 9.3.4.1 Einwertige Phenole.................248 9.3.4.2 Homologe des Phenols...............249 9.3.4.3 Zweiwertige Phenole................250 9.3.4.4 Dreiwertige Phenole................250 9.3.4.5 Benzochlinone ...................251 9.3.5 Aromatische Alkohole................251 9.3.6 Aromatische Aldehyde und Ketone..........251 9.3.7.1 Gesättigte aromatische Monocarbonsäuren......252 9.3.7.1.1 Aromatische Monocarbonsäuren..........252 9.3.7.1.2 Araliphatische Monocarbonsäuren.........253 9.3.7.2 Ungesättigte aromatische Monocarbonsäuren.....253 9.3.7.3 Aromatische Dicarbonsäuren ............253 9.3.8 Kondensationsprodukte ...............254 9.3.8.1 Ether .......................254 9.3.8.2 Ester .......................255 9.3.8.3 Acetale ......................256 9.3.8.4 Carbonsäureanhydrid................256 9.4 Stickstoffhaltige Kohlenwasserstoffe..........257 9.4.1 Nitroverbindungen .................257 9.4.1.1 Nitroalkene ....................257 9.4.1.2 Aromatische Nitroverbindungen...........258 9.4.2 Aminoverbindungen.................259 9.4.2.1 Aliphatische Amine.................259 15
9.4.2.1.1 Aliphatische Diazoverbindungen..........260 9.4.2.2 Aromatische Amine ................260 9.5 Schwefelhaltige Kohlenwasserstoffe ..........261 9.5.1 Aliphatische Schwefelverbindungen..........261 9.5.1.1 Alkanthiole (Mercaptane)..............261 9.5.1.2 Thioether (Dialkylsulfide) .............261 9.5.1.3 Alkylsulfonsäuren .................262 9.5.2 Aromatische Sulfonsäuren ..............262 9.6 Halogenierte Kohlenwasserstoffe............263 9.6.1 Alkyl- und Alkenhalogenide.............263 9.6.2 Halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe.....264 9.7 Derivate der Kohlensäure...............265 9.7.1 Halogenide der Kohlensäure.............265 9.7.2 Ester der Kohlensäure................265 9.7.3 Amide der Kohlensäure...............265 9.7.4 Schwefelsäureverbindungen der Kohlensäure.....266 9.8 Derivate der Cyansäure................267 9.9 Heterocyclische Verbindungen.............267 9.10 Organische Verbindungen einiger Nichtmetalle.....268 9.10.1 Alkylsilane ....................268 Anhang Gebräuchliche Kunststoffe.................270 Verzeichnis der Abkürzungen von Kunststoffnamen.....292 Verzeichnis der Handelsnamen ..............293 Stichwortverzeichnis ...................294 Anzeigen 16
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