Gottfried W. Ehrenstein. Polymer Werkstoffe. Struktur Eigenschaften Anwendung. 2., völlig überarbeitete Auflage HANSER

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1 Gottfried W. Ehrenstein Polymer Werkstoffe Struktur Eigenschaften Anwendung 2., völlig überarbeitete Auflage HANSER

2 VII INHALTSVERZEICHNIS Vorwort Liste der verwendeten Formelzeichen Abkürzungen der verwendeten Kunststoffe Andere Abkürzungen XI XVI XVIII 1 WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNG - MARKTÜBERSICHT UND PROGNOSE 1 2 ALLGEMEINE CHARAKTERISIERUNG DER POLYMER WERKSTOFFE Strukturprinzipien Zustandsbereiche Verformungsverhalten 19 3 AUFBAU DER POLYMER-WERKSTOFFE Struktur der Makromoleküle Haupt- und Nebenvalenzbindungen Hauptvalenzbindungen Nebenvalenzbindungen Dipol-Dipol-Kräfte Induktionskräfte Dispersionskräfte Wasserstoffbrückenbindung Reaktion vom Monomeren zum Polymeren Polymerisation Polymerisationsarten 39 Radikalische Polymerisation 39 Ionische Polymerisation Polymerisationsverfahren 41 Substanzpolymerisation 41 Lösungspolymerisation 41 Fällungspolymerisation 42 Suspensionspolymerisation 42 Emulsionspolymerisation Polykondensation Polyaddition 46

3 VIII Vergleich Polymerisation - Polykondensation - Polyaddition Molekulargewicht Verteilung des Molekulargewichts Mittelwerte für das Molekulargewicht Beeinflussung der Eigenschaften 51 Molekulargewicht 51 Seitenketten 53 Bimodale Polymere 55 4 STRUKTUR DER POLYMER-WERKSTOFFE Homogene Polymer-Werkstoffe Amorpher Zustand Kristalliner Zustand Keimbildung Kristallwachstum Kristalline Überstrukturen 73 Lamellenstruktur 73 Fasern 75 Sphärolithe 76 Shish-Kebab-Strukturen 84 Flüssigkristalle Schmelz- und Kristallisationstemperatur Vernetzter Zustand Duroplaste 88 Allgemeines 88 Reaktion 89 Kalt- und Warmhärtung 90 Härtungsverlauf 90 Aushärtegrad Elastomere Heterogene Polymer-Werkstoffe Kautschukmodifizierte Styrolpolymerisate Aufbau Crazebildung Wirkungsmechanismus der Zähigkeitserhöhung Weichmachung Äußere Weichmachung Innere Weichmachung Heterogene Verbundwerkstoffe Faserverstärkte Kunststoffe 112 Glasfasern 115 Aramidfasern 116 Kohlenstoff-Fasern 117

4 IX Füll- und Verstärkungswirkung (mit Prof. Dr.-Ing. J. Kabelka) Belastung in Faserrichtung Belastung senkrecht zur Faserrichtung Nanoskalige Verbundwerkstoffe Elektrisch leitende Verbundwerkstoffe THERMISCH-MECHANISCHE ZUSTANDSBEREICHE Energieelastischer Bereich Gummi- oder entropieelastischer Bereich Glasübergang Fließbereich Einfluss der Molekülstruktur auf die Erweichungsund Schmelztemperatur MECHANISCHES VERHALTEN Allgemeines Verformungsverhalten Mechanische Eigenschaften Linear-viskoelastisches Verhalten Festigkeitskennwerte Verformungskennwerte Temperatur Wasseraufnahme Zähigkeit Langzeitverformungsverhalten Nichtlineares Verformungsverhalten Amorphe Thermoplaste Teilkristalline Thermoplaste Mehrachsige Beanspruchung (mit Prof. Dr.-Ing. J. Kabelka) Unverstärkte Kunststoffe Verstärkte Kunststoffe Orientierungen und Eigenspannungen Orientierungen Eingefrorene, irreversible Molekülorientierungen Schrumpfkräfte Füllstofforientierungen Eigenspannungen Wärme-Eigenspannungen Nachdruck-Eigenspannungen Einbettungs-Eigenspannungen Strukturbedingte Eigenspannungen 214

5 X 7 ALTERUNG UND STABILISIERUNG Alterung Thermische Belastung Formbeständigkeit in der Wärme Wärmebeständigkeit Temperatur-Zeit-Grenzen Abbau während der Verarbeitung Stabilisierung KURZÜBERSICHT LITERATUR STICHWORTVERZEICHNIS 253