Werkstoff- Führer Kunststoffe

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1 Walter Hellerich Günther Harsch Erwin Baur Werkstoff- Führer Kunststoffe Eigenschaften, Prüfungen, Kennwerte 10. Auflage HANSER

2 Inhaltsverzeichnis I Aufbau und Verhalten von Kunststoffen l 1 Grundlagen Ausgangsstoffe, Kennzeichnung und Einteilung Besonderheiten des Kohlenstoffatoms Strukturen von Makromolekülen 6 2 Bildung von Makromolekülen Büdungsreaktionen Innere Kräfte in Molekülsystemen Polymerisationsgrad, Vernetzungsgrad 15 3 Strukturen von thermoplastischen Kunststoffen Orientierung von Makromolekülen Kristallinität Überstrukturen Polymerkombinationen Copolymerisation, Pfropfpolymerisation Polymerblends, Polymerlegierungen, Kunststoffmischungen 22 5 Zusatzstoffe Füllstoffe und Verstärkungsstoffe Stabilisatoren Farbmittel Weichmacher und Flexibilisatoren 28" 5.5 Flammschutzmittel Leitfähige Zusatzstoffe Treibmittel 30 6 Verhalten von Kunststoffen Mechanisches Verhalten Thermisches Verhalten Elektrisches Verhalten Verhalten gegen Umwelteinflüsse Wasseraufnahme Permeation Reibung und Verschleiß 38 7 Verarbeiten von Kunststoffen Urformen s Urformen von Thermoplasten Urformen von Duroplasten Urformen von Elastomeren Umformen von Thermoplasten Nachbehandlungen 46

3 X Inhaltsverzeichnis 7.4 Fügen Oberflächenbehandlungen Spangebende Bearbeitung Schäumen 48 8 Kunststoffe - Umwelt und Recycling Kunststoffe und Umwelt Problem beim Kunststoff-Recycling Werkstoffliches Recycling Definitionen beim werkstofflichen Kunststoff-Recycling Voraussetzungen beim werkstofflichen Recycling Notwendigkeiten beim werkstofflichen Recycling Rohstoffliches Recycling Energetische Verwertung 63 II Kunststoffe als Werkstoffe 67 9 Kennzeichnung und Normung von Kunststoffen Allgemeine Kennzeichnung von Kunststoffen Aufbau einer Normbezeichnung für thermoplastische Formmassen Normung von Duroplasten Kennzeichnung und Normung von Elastomeren Kennzeichnung von vernetzten Elastomeren Kennzeichnung von thermoplastischen Elastomeren TPE Thermoplaste Polyolefine Polyethylen PE Polypropylen PP Spezielle Polyolefine PolybutenPB Polymethylpenten PMP Vinylchlorid-Polymerisate Polyvinylchlorid PVC Weichmacherfreies Polyvinylchlorid PVC-U (Hart-PVC) Polyvinylchlorid mit Weichmacher PVC-P (Weich-PVC) Styrol-Polymerisate Polystyrol PS Schlagzäh modifiziertes Polystyrol PS-I (Styrol-Butadien SB) Styrol-Acrylnitril-CopolymerisatSAN Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisate ABS Schlagzähe Acrylnitril-Styrol-Formmassen ASA, AEPDS, ACS Celluloseester CA, CP, CAB Polymethylmethacrylat PMMA \ Polyamide PA Polyoxymethylene (Polyacetale) POM Thermoplastische Polyester TP (Polyalkylenterephthalate PET, PBT) Polycarbonat PC Modifizierte Polyphenylether PPE Aliphatische Polyketone (PK) 159

4 Inhaltsverzeichnis XI 11 Spezielle Kunststoffe zum Einsatz bei höheren Temperaturen (Hochleistungskunststoffe) Polyarylsulfone PSU, PES Polyphenylensulfid PPS Polyimide PI, PEI, PAI Polyaryletherketone PAEK (PEK, PEEK) Polyphtalamid (PPA), Fluorhaltige Polymerisate.' Polytetrafluorethylen PTFE Fluorhaltige Thermoplaste Duroplaste Phenoplaste PF Aminoplaste MF, MP, UF Ungesättigte Polyesterharze UP Epoxidharze EP Sonderharze Siliconharzmassen SI Diallylphthalat DAP/Polydiallylphthalat PDAP Poly-DCPD-Harze Vinylesterharze (VE-Harze) " PUR-Gießharze Verbundsysteme Faser-Verbundsysteme Faserwerkstoffe, Faserprodukte Besonderheiten bei Faser-Verbundsystemen Verarbeitungstechniken für Reaktionsharzmassen mit Faserverstärkungen Thermoplast-Faserverbundsysteme Polymerblends Elastomere Vernetzte Elastomere (Gummiwerkstoffe) Thermoplastische Elastomere TPE Polyurethane-Elastomere PUR, TPU Polyetheramide TPA Polyesterelastomere TPC (TPE-E) Elastomere auf Polyolefinbasis Ethylen-Vinylacetat-Copolymere EVAC Olefin-Elastomere TPO, TPV Styrolcopolymere TPS Schaumstoffe, geschäumte Kunststoffe Harte Schaumstoffe; harte Struktur- bzw. Integral-Schaumstoffe ' 15.2 Weichelastische Schaumstoffe; weichelastische Struktur- bzw. Integral-Schaumstoffe Sonderpolymere LC-Polymere Elektrisch leitfähige Polymere 241

5 XII Inhaltsverzeichnis in Prüfung von Kunststoffen, Kennwerte Auswertung von Prüfergebnissen Einfache Methoden zur Erkennung der Kunststoffart Physikalische Untersuchungsmethoden zum Erkennen der Kunststoffart Dichtebestimmung Bestimmung der Dichte nach der Auftriebsmethode (Verfahren A) Bestimmung der Dichte durch Eingrenzen in Prüfflüssigkeiten (Verfahren C) Bestimmung der Dichte von Schaumstoffen aus Kautschuk und Kunststoffen * Bestimmung des Gehalts an anorganischen Füllstoffen Ermittlung des Glasfasergehalts und des Gehalts anderer mineralischer Füllstoffe aus den Dichtewerten Thermische Analysenverfahren Infrarot-Spektroskopie, Gel-Permeations-Chromatographie GPC Datenkatalog für Prüfungen, Herstellungsbedingungen für Probekörper, Prüfverfahren zur Ermittlung von Werkstoffkennwerten Datenbank CAMPUS Herstellbedingungen für Probekörper und Prüfbedingungen Mechanische Prüfungen Zugversuch Druckversuch Biegeversuch Torsionsschwingungsversuch Härteprüfung Härteprüfung durch Kugeleindruckversuch Härteprüfung nach Rockwell Härteprüfung nach Shore Schlagversuche Schlagbiegeversuche nach Charpy Schlagbiegeversuche nach DIN EN ISO Instrumentierte Schlagzähigkeitsprüfung DIN EN ISO Schlagbiegeversuche nach Izod Schlagzugversuch Zeitstandversüch Zeitschwingversuch > Reibungs- und Verschleißverhalten Thermische Prüfungen Formbeständigkeit in der Wärme Wärmeformbeständigkeitstemperatur T f Vicat-Erweichungstemperatur VST 381

6 Inhaltsverzeichnis XIII 22.2 Verhalten von Kunststoffen bei Temperatureinwirkung Gebrauchstemperaturbereiche Wärmeleitfähigkeit Thermischer Längenausdehnungskoeffizient Brennverhalten von Kunststoffen Prüfung zur Ermittlung der Brandgefahr nach DIN EN Brandprüfung nach DIN EN Verfahren A - Horizontalbrennprüfung Brandprüfung nach DIN EN Verfahren B - Vertikalbrennprüfung Brandprüfung nach DIN EN Anmerkung zur Ermittlung des Brennverhaltens Brennbarkeitsprüfungen nach UL Bestimmung des Brennverhaltens durch den Sauerstoff-Index Elektrische Prüfungen Elektrische Spannungs- und Widerstandswerte Elektrische Durchschlagspannung, elektrische Durchschlagfestigkeit Durchgangswiderstand, spezifischer Oberflächenwiderstand, Isolationswiderstand Dielektrische Eigenschaftswerte Kriechwegbildung (Kriechstromfestigkeit) Optische Prüfungen Brechzahl Lichtdurchlässigkeit Wasseraufnahme und Permeation Wasserdampf- und Gasdurchlässigkeit (Permeation) Bestimmung der Wasseraufnahme Konditionieren Schwindung, Schrumpfung Schwindung Schrumpfung Chemische Beständigkeit von Kunststoffen Viskositätsmessungen Viskositätsmessungen an Thermoplasten Bestimmung von Schmelze-Massefließrate und Schmelze- Volumenfließrate Rheometrie - Aufnahme von Fließkurven Aufnahme von pvt-diagrammen 474 x Bestimmung der Viskositätszahl von Thermoplasten in verdünnter Lösung Fließ-Härtungsverhalten von härtbaren Formmassen Bestimmung der Schließzeit von härtbaren Formmassen (PMC) Bestimmung des Fließ-Härtungsverhaltens von rieselfähigen duroplastischen Formmassen (PMC) 481

7 XIV Inhaltsverzeichnis Bestimmung des Härtungsverhaltens faserverstärkter härtbarer Kunststoffe Bestimmung der Fließfähigkeit, Reifung und Gebrauchsdauer faserverstärkter, härtbarer Kunststoffe Materialeingangsprüfungen Bezeichnung von Formmassen Erkennen der Kunststoffart Viskositätsmessungen Korngröße, Kornform Schüttdichte und Stopfdichte Rieserfähigkeit.' Feuchtegehalt, Flüchte Prüfung von Kunststoff-Formteilen Zusammenstellung von Formteilprüfungen Prüfung des Formstoffs im Formteil Prüfung des ganzen Formteils Gebrauchsprüfungen des Formteils ' Ermittlung von Eigenspannungen Warmlagerungsversuch Spannungsrissverhalten von Thermoplasten Beurteilung des Spannungsrissverhaltens durch Zeitstandzugversuch Beurteilung des Spannungsrissverhaltens im Biegestreifenverfahren Beurteilung des Spannungsrissverhaltens durch Kugel- oder Stifteindrückverfahren Bell-Telephone-Test Mikroskopische Untersuchungen Präparation für Durchlichtuntersuchungen Herstellung von Dünnschnitten..., Herstellung von Dünnschliffen Präparation für Auflichtuntersuchungen Mikroskopierverfahren Beurteilung von teilkristallinen Thermoplasten Beurteilung der Füllstoffverteilung in Kunststoff- Formteilen Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen Stoßversuche Nichtinstrumentierter Schlagversuch DIN EN ISO (Fallbolzenversuch) x Instrumentierter Schlagversuch DIN EN ISO (Durchstoßversuch) Vergleich von Ergebnissen aus Fall-und Durchstoßversuchen Farbbeurteilung Farbabmusterung nach DIN Farbmessungen 530

8 Inhaltsverzeichnis XV 31.6 Bewitterungsversuche Bewitterung in Naturversuchen (Freibewitterung) Bewitterung in Kurzprüfungen 533 IV Anhang Größen, Einheiten, Umrechnungsmöglichkeiten Literaturhinweise (Auswahl) Fachverbände und Fachorganisationen Hersteller und Lieferanten von Kunststoffen (Auswahl) Prüfgeräte- und Prüfmittelhersteller 549