Copolymerisation, Mechanisches Verhalten und Kunststofftypen

Copolymerisation:

Chemische Modifizierung der Eigenschaften von Polymeren durch die resultierende Polymerisation von zwei oder mehr Monomeren.

Langfristiges mechanisches Verhalten:

Wenn ein Material einer Spannung ausgesetzt wird, erfährt es eine elastische Verformung, aber gleichzeitig beginnt eine langsame plastische Verformung (eine dauerhafte plastische Verformung) – Kriechen. Bei konstanter Spannung zeigen die Fließkurven eine zunehmende Verformung des Materials im Laufe der Zeit, bis es schließlich bricht.

• Kriechmodul: Definiert als das Verhältnis der konstanten Spannung, die auf das Material aufgebracht wird, zur zunehmenden Verformung im Laufe der Zeit.
• Relaxationsmodul: Definiert als das Verhältnis zwischen der Spannung zu einem bestimmten Zeitpunkt und der anfänglichen Verformung des Materials.
• Isochrone Kurve: Gibt die Verformung bei einer bestimmten Zeit unter konstanter Spannung an.
• Dauerfestigkeit: Die Spannung, die ein Material ohne Bruch aushält.

Kurzfristiges mechanisches Verhalten:

5 Typen von Polymeren: Spröde, plastisch verformbar, flexibel, dehnbar, Elastomere.

Wertminderung von Polymeren:

Wasseraufnahme, Alterung, chemischer Angriff, Flammenverhalten.

Verarbeitungsprozesse:

3 Stufen von Prozessen:

• Materialvorbereitung: Mit speziellen Extrudern, die mehrere Eingänge dosieren, wobei Filamente in Granulatform (oder Pellets) geschnitten werden.
• Umformen von Zwischenprodukten: Für die Entwicklung von Verfahren: Extrusion, Plattenpressen, Coextrusion, Kalandrieren.
• Umformen von Teilen: Die wichtigsten Herstellungsverfahren: Spritzgießen, Reaktionsspritzgießen, Blasformen, Injektionsblasformen, Sandwich-Spritzgießen, Schaumspritzgießen, Rotationsformen, Thermoformen.

Kunststoffe:

Kunststoffe (niedrige Dichte, hohe Ausdehnungskoeffizienten) und niedrige Wärmeleitfähigkeit werden in Thermoplaste und Duroplaste unterteilt.

Gruppen von Kunststoffen:

• Verbrauchskunststoffe: Niedrige Kosten, moderate mechanische und thermische Eigenschaften, Betriebstemperatur bis 100 °C. Sie machen mehr als 80 % des weltweiten Kunststoffverbrauchs aus.
• Technische Kunststoffe: Höhere Kosten, höhere mechanische und thermische Eigenschaften, Betriebstemperatur zwischen 80 und 150 °C, gute Abriebfestigkeit.
• Hochleistungskunststoffe: (z.B. Polymethylmethacrylat PMMA) Hohe Kosten, gute mechanische Eigenschaften, Betriebstemperatur über 150 °C.
• Spezialkunststoffe: Kosten zwischen moderat und sehr hoch.

Verbrauchskunststoffe:

• Polyethylen (PE-LD, PE-LLD, PE-HD): Die billigsten und am häufigsten verwendeten Kunststoffe, niedrige Dichte, gute chemische Beständigkeit, geringe Wasseraufnahme, gutes Reibungsverhalten. Anwendungen: Folien, Einkaufstüten.
• Polypropylen: Polymerisation von Propylen, leichter Kunststoff, niedrige Kosten, gutes Gleichgewicht zwischen thermischen und mechanischen Eigenschaften, geruchlos, geschmacklos, harmlos.
• Chlorierte Kunststoffe: Gute Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit, moderate Festigkeit. Anwendungen: Bauwesen (Türen, Fenster, Dächer).
• Polymere von Styrol: Hohe Festigkeit und Steifigkeit, geringe Wasseraufnahme, gute Dimensionsstabilität.

Technische Kunststoffe (Thermoplaste):

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide, Polyacetale (POM), Polycarbonate, ungesättigte Polyester, Poly(Phenylether).

Technische Kunststoffe (Duroplaste):

Phenolharze, Aminoharze, ungesättigte Polyester, Epoxidharze, Polyurethane.

Hochleistungskunststoffe:

Polysulfone, Poly(phenylensulfid), Polyaryletherketon, Polyimid, Flüssigkristallpolymere.