Klausur 1: Werkstoffkunde Kunststoffe

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1 Klausur 1: Werkstoffkunde Kunststoffe 1

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3 Klausur 2: Werkstoffkunde Kunststoffe 3

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5 Klausur 3: Werkstoffkunde Kunststoffe 5

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7 Klausur 4: Werkstoffkunde Kunststoffe 7

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9 Klausur 5: Werkstoffkunde Kunststoffe 9

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11 Klausur 6: Werkstoffkunde Kunststoffe Aufgabe 1. a) Welche der folgenden Kunststoffe sind Thermoplaste, welche Duroplaste, welche Elastomere? Duroplast Elastomer Thermoplast amorph teilkristallin PK PA PM PP PUR PC PTFE PVC POM ABS PA 46 PA 12 CR b) Welche davon sind Polykondensate (PK), welche Polyaddukte (PA) und welche Polymerisate (PM)? c) Welches der beiden o. g. Polyamide hat die höhere Schmelztemperatur? Begründen Sie bitte Ihre Antwort. d) Welche der o. g. Thermoplaste sind amorph, welche teilkristallin? e) Welche der o. g. genannten Kunststoffe sind hydrolysegefährdet? f) Aus welchen der o. g. genannten Kunststoffe lassen sich Sportbrillengläser, Fensterprofile, Chemiefasern, Taucheranzüge, Bratpfannenbeschichtungen herstellen? Aufgabe 2. a) Was ist ein Copolymer, Was ist ein Polyblend? b) Wie hoch ist der Polymerisationsgrad (n) von PE mit einer polymeren Molmasse von ? c) Welche zwei Kunststoffe aus der Liste in Aufgabe 1. a) können Sie mit einfachen Tests auch ohne Meßgeräte eindeutig identifizieren? Wie nennt man diese Tests? Wie werden sie durchgeführt? d) Was verstehen Sie unter dem sogenannten MFR-Wert, auch MFI-Wert genannt? In welcher Einheit wird er angegeben? Werden Kunststoffe mit hohen MFR-Werten eher zum Spritzgießen oder eher zum Extrudieren eingesetzt? e) Fließen Kunststoffschmelzen in der Regel: o laminar oder turbulent o wandgleitend oder wandhaftend o newton sch oder strukturviskos? Aufgabe 3. a) Erläutern Sie den Unterschied zwischen Haupt- und Nebenvalenzbindungskräften. Welche Nebenvalenzbindungskräfte kennen Sie? Welche Nebenvalenzbindungskräfte treten in Polyvinylchlorid (PVC) und welche in Polypropylen (PP) hauptsächlich auf. b) Welches Polyethylen hat eine höhere Dichte, PE-LD oder PE-HD? Wie läßt sich der Dichteunterschied anhand der Molekülgestalt erklären? c) Warum müssen Polyamide (PA) vor der Verarbeitung getrocknet werden? 11

12 d) Steigt oder fällt mit zunehmendem Polymerisationsgrad: die Dichte, die Schmelzeviskosität, die Festigkeit, der MFR-Wert? e) Wie lassen sich Thermoplaste grob einteilen? Welche von diesen Thermoplasten sind bei Anwendungstemperatur in der Regel o durchsichtig? o weißlich, opak, undurchsichtig? o zähelastisch? o spröde? f) Mit welchem Feder-/Dämpfer-Model läßt das Verformungsverhalten von Kunststoffen beschreiben? Wie heißt dieses Modell? Skizzieren Sie es. Welche Stoffwerte werden für die physikalische Beschreibung des Modells benötigt? Aufgabe 4. a) Nennen Sie die 3 Stufen bei der Glaserzeugung. b) Wie hoch ist die Viskosität eines Glases am Schmelzpunkt, wie hoch im Verarbeitungsbereich, wie hoch bei TG? c) Was bedeutet "Hartglas", was "Weichglas"? Welches hat eine höhere Temperaturwechselbeständigkeit? d) Was bedeutet "langes" Glas, was "kurzes" Glas? Mit welchem ist eine hohe Maschinengeschwindigkeit möglich? Aufgabe 5. a) Wie wird Glaskeramik hergestellt? Nennen Sie die Verfahrensschritte. b) Welche Hauptvalenzbindungen liegen in Gläsern vor? c) Berechnen Sie, ob sich folgendes Glas zum Herstellen von Colaflaschen eignet: Erweichungstemperatur 720 C, Entspannungstemperatur 500 C (R = S /S - A + 80) d) Handelt es sich um ein kurzes oder langes Glas? e) Warum kristallisiert Glas nicht? Aufgabe 6. a) Was bewirkt PbO im Glas? b) Aus welcher Glassorte (chemisch) besteht eine Backofenfrontscheibe, eine Bierflasche, Kristallglas? c) Nennen und beschreiben Sie kurz zwei Verfahren zum Vorspannen von Gläsern. Nennen Sie zwei Glaseigenschaften, die sich dadurch verbessern. d) Nennen Sie drei Anwendungsbeispiele für vorgespannte Gläser. e) Die VFT-Gleichung für B2O3 - Glas lautet: log η B2O3 = - 1, ,3 / (T - 288,8) Berechnen Sie T für η = 10^ 11 dpas. Um welche Temperatur handelt es sich? 12

13 Klausur 7: Werkstoffkunde Kunststoffe Aufgabe 1. PS PUR PC PTFE PVC PET ABS PA 6 PA 46 SI Aufgabe 2. Aufgabe 3. a) Welche der folgenden Kunststoffe sind Thermoplaste, welche Duroplaste, welche Elastomere? Duroplast Elastomer Thermoplast amorph teilkristallin PK PA PM b) Welche davon sind Polykondensate (PK), welche Polyaddukte (PA) und welche Polymerisate (PM)? c) Welche der o. g. Thermoplaste sind amorph, welche teilkristallin? d) Welches der beiden o. g. Polyamide hat die höhere Schmelztemperatur? Begründen Sie bitte Ihre Antwort. e) Welche der o. g. genannten Kunststoffe sind hydrolysegefährdet? f) Aus welchen der o. g. genannten Kunststoffe werden Verpackungschips, Wasserrohre, Kuchenbackformen, Legosteine, Sitzpolster hergestellt? a) Was ist ein Copolymer, Was ist ein Polyblend? b) Wie hoch ist der Polymerisationsgrad (n) von PS mit einer polymeren Molmasse von 1,144 x10^6? c) Welche Eigenschaft des Kunststoffes messen Sie mit einem Meltflixer? d) Wovon hängt diese Eigenschaft des Kunststoffes ab? e) Fließen Kunststoffschmelzen in der Regel: newton sch oder strukturviskos? f) Zeichnen Sie die Abhängigkeit der im Meltflixer gemessenen Eigenschaft in Abhängigkeit von der Schergeschwindigkeit. a) Erläutern Sie den Unterschied zwischen Haupt- und Nebenvalenzbindungskräften. Welche Nebenvalenzbindungskräfte kennen Sie? b) Welche Nebenvalenzbindungskräfte treten in Polytetrafluorethylen (PTFE) hauptsächlich auf? c) Warum müssen Polyamide (PA) vor der Verarbeitung getrocknet werden? d) Steigen oder fallen mit zunehmendem Kristallisationsgrad: die Dichte, die Festigkeit, die Zähigkeit, die Schwindung? e) Ordnen Sie die folgenden Begriffe richtig in die Tabelle ein: a) hartspröde, b) plastisch formbar, c) gummi-elastisch, A) lineare Makromoleküle, B) schwach vernetzte Makromoleküle, C) Raumnetzmoleküle. 13

14 Aufgabe 4. Aufgabe 5. Aufgabe 6. Thermoplast Elastomer Duroplast f) Mit welchem Feder-/Dämpfer-Model läßt das Verformungsverhalten von Kunststoffen beschreiben? Wie heißt dieses Modell? Skizzieren Sie es. Welche Stoffwerte werden für die physikalische Beschreibung des Modells benötigt? a) Nennen Sie die 3 Stufen bei der Glaserzeugung. b) Wie hoch ist die Viskosität eines Glases im Verarbeitungsbereich, wie im Läuterbereich, wie hoch beim dilatometrischen Erweichungspunkt? c) Was bedeutet "Hartglas", was "Weichglas"? Welches hat eine höhere Temperaturwechselbeständigkeit? d) Geben Sie für eine 4 mm dicke Glasplatte die Höhe der Lichtabsorption, -reflexion und-transmission in % an. a) Berechnen Sie die Dichte von PA GF 35 (mit (PA) = 1,13 g/cm³, (GF) = 2,54 g/cm³). b) Welche Hauptvalenzbindungen liegen in Gläsern vor? c) Berechnen Sie, ob sich folgendes Glas zum Herstellen von Getränkeflaschen eignet: Erweichungstemperatur 800 C, Entspannungstemperatur 500 C (R = S /S - A + 80) d) Handelt es sich um ein kurzes oder langes Glas? e) Warum kristallisiert Glas nicht? a) Aus welcher Glassorte (chemisch) bestehen ein Reagenzglas, eine Fensterscheibe, ein Kristallglas? b) Nennen und beschreiben Sie kurz 3 Verfahren zum Vorspannen von Gläsern. Nennen Sie zwei Glaseigenschaften, die sich dadurch verbessern. c) Nennen Sie drei Anwendungsbeispiele für vorgespannte Gläser. d) Die VFT-Gleichung für ein Glas lautet: log η = - 2,487 + (15004 / (T - 253)). Berechnen Sie η für T = 1220 C. Um welche Temperatur handelt es sich? e) Für welches Glas ist diese Temperatur so hoch? 14