Inhaltsverzeichnis. Saechtling Kunststoff Taschenbuch

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1 Inhaltsverzeichnis Saechtling Kunststoff Taschenbuch Herausgegeben von Erwin Baur, Tim A. Osswald, Natalie Rudolph Mitherausgeber Sigrid Brinkmann, Ernst Schmachtenberg ISBN (Buch): ISBN (E-Book): Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel. Carl Hanser Verlag, München

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort zur 31. Auflage V 1 Kurzzeichen der Kunststoff-Technik Einleitung Wirtschaftliche Bedeutung der Kunststoffe Einordnung der Kunststoffe in das Gebiet der Werkstoffe Aufbau der Kunststoffe Chemische Struktur (Konstitution und Konfiguration der Makromoleküle) Konformation Konfiguration Konstitution Kunststoff-Hauptgruppen Morphologische Struktur (Konformation und Aggregation der Makromoleküle) Kunststoffklassen Einfluss der Fertigung auf die inneren Eigenschaften Eigenspannungen Molekül-Orientierung Kristallisationsverhalten Stoffliche Modifizierung von Kunststoffen Copolymere und Polymermischungen (Blends) Kunststoffverbunde

3 3 Eigenschaften und Prüfverfahren Aussagekraft der Kennwerte Verarbeitungstechnische Kennwerte Rheologisches Verhalten Fließverhalten, Viskosität Viskositätsmodelle Schmelze-Volumenfließrate MVR und Schmelze-Massenfließrate MFR Erstarrungsverhalten Siegelzeit Schwindung Verzug Toleranzen Füllstoff- Orientierung Mechanisches Verhalten Kurzzeitverhalten Kurzzeit-Zugversuch Kurzzeit-Biegeversuch Druckversuch Eindruckversuch, Härtemessung Verhalten bei Stoß Berechnungs-Kennwerte Schlag-, Biege- und Zugversuche nach CAMPUS Statisches Langzeitverhalten Zeitstand-Zugversuch Zeitstand-Innendruckversuch an Rohren Dynamisches Langzeitverhalten Allgemeines zum Dauerschwingversuch Normen und Verfahren Moduln und Querzahl Dichte Thermisches Verhalten Zulässige Gebrauchstemperatur Kurzzeitige Temperatureinwirkung Langzeitige Temperatureinwirkung

4 Spezifische Wärmekapazität, Spezifische Enthalpie, Verbrennungswärme Wärmeleitfähigkeit Wärmeeindringzahl Temperaturleitfähigkeit Wärme-Ausdehnungskoeffizient Elektrisches Verhalten Isolationsverhalten Durchgangs-Widerstand/Leitfähigkeit Oberflächen-Widerstand Elektromagnetische Abschirmung (Verträglichkeit EMV, Compatibility EMC) Festigkeitsverhalten Elektrische Durchschlagfestigkeit Elektrische Zeitstandfestigkeit Kriechstromfestigkeit Lichtbogen-Festigkeit Elektrolytische Korrosion Dielektrisches Verhalten Elektrostatisches Verhalten Elektrisch leitfähige Kunststoffe Optisches Verhalten Lichtdurchlässigkeit Glanz und Reflexion, Trübung Farbe Grundlagen Farbmessung Brechungsindex, Doppelbrechung Oberflächenstruktur Verhalten gegen Umwelteinflüsse Wasser, Feuchtigkeit Chemikalien Spannungsrissbeständigkeit Atmosphärische Einflüsse Energiereiche Strahlung Beständigkeit gegen Organismen

5 Migration und Permeation Wasserdampf-Durchlässigkeit Gas-Durchlässigkeit Wasserdampf-Diffusions-Widerstandszahl Brandverhalten Brennbarkeit nach UL Allgemeine Prüfungen zur Brennbarkeit Elektrosektor Bauwesen Verkehrswesen Reibungs- und Verschleißverhalten Reibung Reibungsmechanismen Ruckgleiten, Reibungsschwingung oder Stick-Slip-Effekt Verschleiß Probekörper und Prüfsysteme Tribologische Eigenschaften von Thermoplasten Analytische Untersuchungen Infrarot (IR)- und Raman-Spektroskopie Kernresonanz-Spektroskopie (Nuclear Magnetic Resonance: NMR) Dynamisch-mechanische Spektroskopie (DMA) Dielektrische Spektroskopie (DEA) Differential-Thermoanalyse (DTA) und Differential-Kalorimetrie (DSC) Thermogravimetrische Analyse (TGA) Dilatometrie, Thermomechanische Analyse (TMA), spezifisches Volumen (pvt) Thermische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit Lösungs-Viskosimetrie Chromatographie Literatur

6 4 Kunststoff verarbeitung Aufbereiten Mischen Mischer Schneckenkneter für viskose Stoffe Sonstige Mischer für viskose Stoffe Granuliervorrichtungen Mühlen Trockner Aufbereiten härtbarer Formmassen Aufbereitung von Recyclingmaterial Extrudieren Extruderbauformen Einschneckenextruder Nutbuchsenextruder Schnecken mit Schmelzetrennung, Barriereschnecke Entgasungs-Extruder Kaskaden- oder Tandem-Extruder Schnellläufer-Extruder (adiabatische Extruder) Planetwalzen-Extruder Doppelschneckenextruder Zusatzeinrichtungen für Extruder Extrusions-Werkzeuge und Nachfolgeeinrichtungen Rohre und symmetrische Hohlprofile Vollprofile Hohlkammer-Profile Ummantelungen Tafeln und Flachfolien Schlauchfolien Geschäumte Halbzeuge und Profile (TSE) Monofile, Bändchen, Fasern Co- oder Mehrschichtextrudate Mehrschichtiger Bahnen Folienverbunde Laminate und Beschichtungen Kalanderte Folien

7 4.2.5 Hohlkörper mit variablem Querschnitt durch Extrusionsblasformen Spritzgießen Das Spritzgießverfahren Bauformen von Spritzgießmaschinen Schließeinheiten Vollelektrische Spritzgießmaschine Plastifizieraggregat Allgemeine Hinweise zum Spritzgießen Spritzgießsonderverfahren Spritzprägen Pulverspritzgießen Mikrospritzgießen Spritzgießen mit mehreren Einspritzeinheiten Fluidinjektionstechnik Schaumspritzießen Spritzgießen mit Einlegeteilen Spritzgießblasformen Streckblasformen Formwerkzeuge Allgemeines zum Formenbau Spritzgießwerkzeuge und Angussarten Normalien für Werkzeuge Reinigen von Schnecken und Zylindern Schäumen Schäumprinzipien Herstellung von Partikelschaum In Mould Skinning Gießen Polyurethan(PUR)-Verarbeitungstechnik Allgemeine Grundlagen Die Verfahrensschritte Nieder- und Hochdruckmaschinen Spritz- oder Sprühmaschinen Anlagen Kontinuierliche Fertigung

8 Diskontinuierliche Fertigung Herstellung faserverstärkter Teile Reinigung Pressen Schichtpressen Strangpressen Spritzpressen (Transferpressen) Verarbeitung zu Hochleistungs verbundkunststoffen Herstellung von Thermoplastprepregs Herstellung von Duroplastprepregs Drucklose Verarbeitungsverfahren, Low Pressure Laminat (LPL) Niederdruck-Verfahren Hochdruckverfahren (RTM, SRIM) Wickeln Ablegeverfahren Zieh- oder Pultrusionsverfahren Additive Fertigungsverfahren Stereolithographie (STL) Selektives Laser Sintern (SLS) Fused Deposition Modeling (FDM) Layer Laminate Manufacturing (LLM, LOM) Rapid Tooling (RT) Umformen Biegeformen Ziehformen Streckformen Fügen Schweißen Heizelementschweißen mit direkter Erwärmung Heizelementschweißen mit indirekter Erwärmung Warmgasschweißen Reibschweißen, Ultraschallschweißen Hochfrequenz-Schweißen Induktions-Schweißen Laserschweißen

9 Kleben von Kunststoffen Beispiele für Klebeverbindungen Schrauben, Nieten, Schnappen Oberflächenbehandlungen Vorbehandlung der Oberflächen Nasschemische Verfahren Gasphasenbehandlung Flammoxidieren Strahlenbehandlung Coronabehandlung Plasmabehandlung Mechanische Vorbehandlung Polieren Lackieren Beschichten Bedrucken, Beschriften und Dekorieren Prägen, Heißprägen Beflocken Metallisieren von Folien SiOx-Beschichtung von Folien Metallisieren Einreiben Fluorierung, Gasphasenfluorierung Plasmaverfahren (Chemical Vapor Deposition, CVD) Thermisches Spritzen Sonstige Bearbeitungsverfahren Spanabhebende Bearbeitung Trennen, Abtragen Strahlenvernetzung Wärmebehandlung Abbau elektrostatischer Aufladungen Recycling

10 5 Werkstoff- und verarbeitungs gerechte Konstruktion Systematisches Konstruieren von Produkten aus Kunststoff Anforderungslisten, Pflichtenheft und Lastenheft Konstruktionskataloge Werkstoffauswahl Fertigungsgerechtes Konstruieren Auswahl des Fertigungsverfahrens Fertigungsgerechtes Gestalten Prozesssimulation Werkstoffgerechtes Konstruieren Dimensionierungsrechnung Dimensionierungskennwerte Konventionelle Dimensionierungsrechnung Empirisch gestützte Dimensionierungsrechnung Struktursimulation mit der Methode der Finiten Elemente Bauteilversuche an Prototypen und Modellen Funktionselemente Filmscharniere Schnappverbindungen Schraubverbindungen Nieten Schweißverbindungen Pressverbindungen Beschreibung der Kunststoffe Allgemeine Hinweise Polyolefine (PO), Polyolefinderivate und copolymerisate Polyethylen-Standard-Homo- und Copolymere (PE-LD, PE-HD, PE-HD-HMW, PE-HD-UHMW und PE-LLD) Polymerisation, chemischer Aufbau Verarbeitung Nachbehandlung Eigenschaften Einsatzgebiete

11 Polyethylen-Derivate (PE-X) Chloriertes und chlorsulfoniertes PE (PE-C) Ethylen-Copolymere (PE-ULD, EVAC, EVAL, EEAK, EB, EBA, EMA, EAA, E/P, EIM, COC, ECB, ETFE)... Ultraleichtes Polyethylen (PE-ULD, PE-VLD) Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVAC) Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere (EVAL) Ethylen-Acryl-Copolymerisate (EEAK, EBA, EAA, EAMA, EMA) PE-a-Olefin-Copolymere (PEa-PO-(M)) Cycloolefin-Copolymere (COC, COP) Ionomere (EIM) Ethylen-Copolymer-Bitumen-Blend (ECB, ECB/TPO) Polypropylen-Homopolymerisate (PP, PP-H) Chemischer Aufbau, Polymerisation Verarbeitung PP-Schaumstoffe (PP-E) Nachbehandlung Eigenschaften Einsatzgebiete Polypropylen-Copolymerisate und -Derivate, Blends (PP-C, PP-B, EPDM, PP+EPDM) Chloriertes PP (PP-C) PP-Copolymere (PP-B) Ethylen-Propylen-(Dien)-Copolymer (EPDM) PP+EPDM-Elastomer-Blends Polypropylen-Blends Polypropylen, Sondertypen Polybutene (PB, PIB) Polybuten-1 (PB) Polyisobuten (PIB) Höhere Poly-(a-Olefine) (PMP, PDCPD) Poly-4-Methylpenten-1 (PMP) Polydicyclopentadien (PDCPD) Styrolpolymere Polystyrol, Homopolymerisate (PS, PMS) Polystyrol, PS; Poly-p-Methylstyrol (PPMS); Poly-a-Methylstyrol (PMS)

12 Polystyrol, Copolymerisate, Blends Chemischer Aufbau Verarbeitung Eigenschaften Polystyrol-Schaumstoff (PS-E, XPS) Vinylpolymere Polyvinylchlorid hart, Homopolymerisate (PVC-U) Chemischer Aufbau Lieferformen, Verarbeitung Kennzeichnung Eigenschaften und Einsatzgebiete Polyvinylchlorid weich (PVC-P) Aufbau Lieferform, Verarbeitung Weichmacher Eigenschaften und Einsatzgebiete Polyvinylchlorid: Copolymerisate und Blends Polyvinylchlorid: Pasten, Plastisole, Organosole, Schäume Pasten, Plastisole, Organosole Schäume Vinylpolymere, weitere Homo- und Copolymerisate (PVDC, PVAC, PVAL, PVME, PVFM, PVB, PVK, PVP) Polyvinylidenchlorid (PVDC) Polyvinylacetat (PVAC) Polyvinylalkohol (PVAL) Polyvinylmethylether (PVME) Polyvinylbutyral, Polyvinylformal (PVB, PVFM) Polyvinylcarbazol (PVK) Polyvinylpyrrolidon und Copolymere (PVP) Fluorpolymere Fluor-Homopolymere (PTFE, PVDF, PVF, PCTFE) Polytetrafluorethylen (PTFE) Polyvinylidenfluorid (PVDF) Polyvinylfluorid (PVF) Polychlortrifluorethylen (PCTFE)

13 Fluor-Copolymerisate und -Elastomere (ECTFE, ETFE, FEP, TFEP, PFA, AF, PTFEAF, TFEHFPVDF (THV bzw. TFB), [FKM, FPM, FFKM]). Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer (ECTFE).. Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE) Polyfluorethylenpropylen (FEP); Tetrafluorethylen)Hexafluorpropylen-Copolymer (TFEP) Perfluorpropylvinylether-Copolymer, Perfluoralkoxy (PFA) PTFE-Copolymer mit AF (PTFEAF) Tetrafluorethylen-HexafluorpropylenVinylidenfluorid-Terpolymer (TFEHFPVDF (THV bzw. TFB)) Weitere Fluor-Copolymere Polyacryl- und Methacrylpolymere Polyacrylate, Homo- und Copolymerisate (PAA, PAN, PMA, PBA) Polyacrylnitril (PAN) Polyacrylate, Spezialprodukte Polymethacrylate, Homo- und Copolymerisate (PMMA, AMMA, MABS, MBS) Polymethylmethacrylat (PMMA) Methylmethacrylat-Copolymerisate (AMMA) Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien-StyrolCopolymere (MABS); Methacrylat-Butadien-StyrolCopolymere (MBS) Polymethacrylate, Modifizierungen und Blends (PMMI, PMMA-HI, MMA-EML-Copolymer, PMMA+ABS) Polymethacrylmethylimid (PMMI) Schlagzähes PMMA (PMMA-HI) Methylmethacrylat-exo-MethylenlactonCopolymerisat (MMA-EML-Copol., MMAEML) PMMA+ABS Polyoxymethylen (Polyacetal, Polyformaldehyd) (POM) Polyoxymethylen-Homo- und Copolymerisate (POM-H, POM-Cop.)

14 Polyoxymethylen, Modifizierungen und Blends (POM+PUR) Polyamide (PA) Polyamide, Homopolymerisate (AB und AA/BB-Polymere); (PA 6, 11, 12, 46, 66, 69, 610, 612 (PA 7, 8, 9, 1313, 613)) Chemischer Aufbau Verarbeitung Eigenschaften Einsatzgebiete Modifikationen Polyamide, Copolymerisate (PA 66/6, PA 6/12, PA 66/6/610 Blends (PA+: ABS, EPDM, EVA, PPS, PPE, Kautschuk) Polyamide, Spezialpolymere (PA NDT/INDT (PA 6-3-T), PAPACM 12, PA 6-I, PA MXD6 (PARA), PA 6-T, PA 9-T, PA PDA-T, PA 6-6-T, PA 6-G und 12-G, TPA-EE) Polyphthalamid (PPA) Gusspolyamide (PA 6-G, PA 12-G) Polyamid für Reaktionsgießen (PA-RIM) Aromatische Polyamide, Aramide (PMPI, PPTA) Poly-m-Phenylenisophthalamid (PMPI) Poly-p-Phenylenterephthalamid (PPTA) Aromatische (gesättigte) Polyester Polycarbonat (PC) Polycarbonat auf Basis Bisphenol A (PC) Polycarbonat-Copolymere Blends (Polymermischungen) Polyester der Terephthalsäure, Blends, Blockcopolymere Polyethylenterephthalat (PET) Polybutylenterephthalat (PBT) Zyklisches Polybutylenterephthalat (CBT) Polytrimethylenterephthalat (PTT) Thermoplastische Polyester-Elastomere (TPC )

15 Polyterephthalat-Blends (PET+: PBT, MBS, PMMA, PSU, Elastomer) Polyester aromatischer Diole und Carbonsäuren (PAR, PBN, PEN) Polyarylate (PAR) Polybutylennaphthalat (PBN) Polyethylennaphthalat (PEN) Aromatische Polysulfide und Polysulfone (PPS, PSU, PES, PPSU, PSU+ABS) Polyphenylensulfid (PPS) Polyarylsulfone (PSU, PSU+ABS, PES, PPSU) Aromatische Polyether, Polyphenylenether und Blends (PPE) Aliphatische Polyester (Polyglykole)(PEOX, PPOX, PTHF) Poly(aryl)etherketone (aromatische Polyetherketone) (PAEK: PEK, PEEK, PEKEKK, PEKK) Aromatische Polyimide (PI) Duroplastische Polyimide (PI, PBMI, PBI, PBO und weitere) Polyimid (PI) Polybismaleinimid (PBMI) Polybenzimidazol (PBI) Polytriazine Thermoplastische Polyimide (PAI, PEI, PISO, PMI, PMMI, PESI, PARI) Polyamidimid (PAI) Polyetherimid (PEI) Polyimidsulfon (PISO) Polymethacrylimid (PMI (Hartschaumstoff)) Polymethacrylatmethylimid (PMMI) Polyesterimid (PESI) Selbstverstärkende teilkristalline Polymere (LCP) Chemischer Aufbau Verarbeitung Eigenschaften Einsatzgebiete

16 6.16 Leiterpolymere: Zweidimensionale Polyaromaten und -heterocyclen Polyurethane (PUR) Allgemeine Grundlagen Chemischer Aufbau Herstellung der Polymeren Brandverhalten Handhabung der Rohstoffe, Arbeitssicherheit Umweltschutz, Sicherheit und Abfallverwertung Rohstoffe, Hilfsstoffe Di- und Polyisocyanate Polyole, Polyamine Vernetzer bzw. Kettenverlängerer Hilfsstoffe PUR-Kunststoffe Weichschaumstoffe (PUR-W) Hartschaumstoffe (PUR-H) Integralschaumstoffe (PUR-I) Massive PUR-Kunststoffe, PUR-M Natürlich vorkommende Polymere und Derivate Cellulose- und Stärke-Derivate; CA, CTA, CP, CAP, CAB, CN, EC, MC, CMC, CH, VF, PSAC Chemischer Aufbau Verarbeitung Eigenschaften, Einsatzgebiete Polyhydroxyfettsäuren/Polyhydroxyalkanoate (PHA) Casein-Kunststoffe, Casein-Formaldehyd, Kunsthorn (CS, CSF) Polylactid, Polymilchsäure (PLA) Elektrisch leitfähige/luminiszierende Polymere Aliphatisches Polyketon (PK) Thermoplastische Elastomere (TPE) Physikalischer Aufbau Chemischer Aufbau, Eigenschaften, Einsatzgebiete

17 Copolyamide (TPA) Copolyester (TPC) Polyolefin-Elastomere (TPO) Polystyrol-Elastomere (TPS) Polyurethan-Elastomere (TPU) Polyolefin-Blends mit vernetztem Kautschuk (TPV) Weitere TPE, TPZ Duroplaste, härtbare Formmassen, Prepregs FormaldehydPressmassen (PF, RF, CF, XF, FF, MF, UF, MUF, MUPF) weitere Massen, Prepregs (UP, VE (PHA), EP, PDAP, SI) Chemischer Aufbau Formaldehyd-Formmassen (PF, RF, CF, XF, FF, MF, UF, MUF, MUPF) Ungesättigte Polyester-Harze (UP) Vinylester-Harze (VE) Phenacrylat-Harze; Vinylesterurethane (VU) Epoxid-Harze (EP) Diallylphthalat-Harze, Allylester (PDAP) Silikon-Harze (Si) Verarbeitung, Lieferformen Eigenschaften Allgemeine Eigenschaften Phenoplast-Formstoffe (PF, CF, RF, XF) Aminoplast-Formstoffe (UF, MF) Melamin-Phenolharz-Formstoffe (MPF) Melamin-Polyesterharz-Formstoffe (MF+UP) Polyesterharz-Formstoffe (UP) Vinylester-Formstoffe (VE) Epoxidharz-Formstoffe (EP) Diallylphthalat-Formstoffe (PDAP) Silikonharze-Formstoffe (SI) Einsatzgebiete Phenoplast-Formstoffe (PF, RF, CF, XF, FF) Aminoplast-Formstoffe (MF, UF, MPF) Ungesättigte Polyesterharz-Formstoffe (UP) Epoxidharz-Formstoffe (EP)

18 Diallylphthalat-Formstoffe (PDAP) Silikon-Formstoffe (SI) Härtbare Gieß- und Laminierharze Phenoplaste (PF, CF, RF, XF) Phenol-(PF), Kresol -(CF), Resorcin-(RF), Xylenol-Formaldehyd-Harze (XF) Aminoplaste (UF, MF) Harnstoff (UF), Melamin-Formaldehyd-Harze (MF) Furanharz (FF) Ungesättigte Polyester-Harze (UP) Vinylester-Harze (VE) Phenacrylat-Harze Epoxid-Harze (EP) Dicyclopentadien-Harz (DCPD) Diallylphthalat-Harze (PDAP) Kohlenwasserstoff-Harze (KWH) Kautschuke Generelle Beschreibung Allgemeine Eigenschaften R-Kautschuke (NR, IR, BR, CR, SBR, NBR, NCR, IIR, PNR, SIR, TOR, HNBR) M-Kautschuke (EPM, EPDM, AECM, EAM, CSM, CM, ACM, ABR, ANM, FKM, FPM, FFKM) O-Kautschuke (CO, ECO, ETER, PO) Q-(Silikon)-Kautschuke (MQ, MPQ, MVQ, PVMQ, MFQ, MVFQ) T-Kautschuke (TM, ET, TCF) U-Kautschuke (AFMU, EU, AU) Polyphosphazene (PNF, FZ, PZ) Weitere Kautschuke Additive, Füllstoffe und Fasern Additive Gleitmittel, Antiblockmittel, Trennmittel Stabilisatoren Antistatika

19 Flammschutzmittel Farbmittel Additive für die Laserbeschriftung Flexibilisatoren und Weichmacher Haftvermittler Treibmittel und Kicker Nukleierungsmittel Antibakterielle Mittel, Fungizide Füllstoffe Anorganische Füllstoffe Nanofüllstoffe Füllstoffe für magnetische und elektrische Eigenschaften Fasern Verstärkungsfasern Synthetische, anorganische Fasern, Glasfasern (GF) Natürliche organische Verstärkungsfasern, Naturfasern Synthetische, organische Verstärkungsfasern, Kohlenstofffasern (CF), Aramidfasern (AF) u. a Fasern, Fäden, Borsten, Bänder Kunststoffe im Vergleich Verarbeitungstechnische Kennwerte und Toleranzen Übersicht über mechanische, thermische und allgemeine elektrische Eigenschaften Elektrisches Verhalten Optisches Verhalten Verhalten gegen Umwelteinflüsse Reibungs- und Verschleißverhalten Erkennen von Kunststoffen Index