Einführung in die Kunststoffverarbeitung

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1 Walter Michaeli Einführung in die Kunststoffverarbeitung Unter Mitwirkung von Mitarbeitern des Institus für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen und Mitarbeitern des Süddeutschen Kunststoff-Zentrums (SKZ), Würzburg 5. Auflage HANSER

2 Vorwort zur dritten Auflage Vorwort zur vierten Auflage Vorwort zur fünften Auflage V VI VI 1 Einleitung 1 Literatur zu Kapitel Aufbau und Einteilung der Kunststoffe Aufbau der Kunststoffe Herstellung von Kunststoffen Polymerisation Polykondensation Polyaddition Bindungskräfte in Polymeren Einteilung der Kunststoffe Thermoplaste Duroplaste und Elastomere Copolymere und Polymergemische Zuschlagstoffe 19 Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Physikalische Eigenschaften der Kunststoffe Thermodynamische Werkstoffeigenschaften Dichte Wärmeausdehnung Wärmeleitfähigkeit Spezifische Wärmekapazität Fließeigenschaften von Polymerschmelzen Newtonsche und Nicht-Newtonsche Fluide Ansätze zur Beschreibung des strukturviskosen Schmelzeverhaltens Potenzansatz nach Ostwald und de Waele Carreau-Ansatz Einfluss der Temperatur auf das Fließverhalten Messung viskoser Fließeigenschaften Kapillarviskosimeter Rotationsviskosimeter Elastische Eigenschaften von Polymerschmelzen Normalspannungen Zeitabhängiges Verhalten Abkühlen aus der Schmelze Erstarrung amorpher Thermoplaste Erstarrung teilkristalliner Thermoplaste 38

3 3.4.3 Nukleierung Bestimmung des Kristallisationsgrades 42 Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel 3.2 und Literatur zu Kapitel Werkstoffkunde der Kunststoffe Allgemeines zum WerkstoffVerhalten Spannungs-Dehnungs-Verhalten Kurzzeit-Verhalten Stoßartige Beanspruchung Verhalten bei langzeitiger und ruhender Beanspruchung Schwingende Beanspruchung Eindruck-, Verschleiß- und Reibverhalten Härte Abrieb Reibverhalten Elektrisches Verhalten Dielektrisches Verhalten Elektrische Leitfähigkeit Durchschlagfestigkeit Elektrostatische Aufladung Optisches Verhalten Brechung und Dispersion Transparenz Glanz Farbe Akustisches Verhalten Verhalten gegen Umwelteinflüsse Widerstandsfähigkeit gegen Medien Spannungsrissbeständigkeit Diffusion und Permeation Bewitterung Biologisches Verhalten Brandverhalten Gebrauchstauglichkeit und Qualitätssicherung 69 Literatur zu Kapitel 4 70 Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Aufbereitung von Kunststoffen Einleitung Aufbereitungsmaschinen Additive 84 Literatur zu Kapitel 5 86

4 IX 6 Verarbeitungsverfahren für Kunststoffe Extrusion Der Extruder Der Einschneckenextruder Die Schnecke Der Plastifiziervorgang Der Doppelschneckenextruder Temperiersystem Extrusionsanlagen Extrusionswerkzeug Nachfolgeeinrichtungen Anlagenbeispiele Coextrusion Extrusionsblasformen und Streckblasen Extrusionsblasformen Der Verfahrensablauf Die Maschine Das Mehrfachblasformen Coextrusionsblasformen Streckblasen Vorformlingsherstellung Verfahren aus erster und zweiter Wärme Vor- und Nachteile des Streckblasverfahrens Spritzgießen Maschine und Verfahrensablauf Baugruppen Plastifiziereinheit Schließeinheit Werkzeug Werkzeugtemperierung Maschinenbett und Steuereinheit Besonderheiten bei der Elastomer- und Duroplastverarbeitung Verfahrensvarianten Herstellung von Formteilen aus duroplastischen Pressmassen Der Werkstoff Duroplastische Pressmasse" Das Pressverfahren Schäumen von Kunststoffen Schäumen von Reaktionskunststoffen Verarbeitung von niedrigviskosen Reaktionskunststoffen Verstärken von Kunststoffen Materialien Bauteilkonstruktion und -auslegung Verarbeitungsverfahren Handlaminierverfahren Faserspritzen Prepregverarbeitung, Tapelegen, Autoklavieren Faserwickeln Pultrusionsverfahren Harzinjektionsverfahren (Resin Transfer Moulding, RTM) Harzinfusionsverfahren (Resin Infusion, RI) Pressen faserverstärkter Kunststoffe 158

5 X Inhaltsverzeichnis Prozesssimulation bei der Pressverarbeitung Kalandrieren Verarbeitung durch Gießen Gießen Schüttsintern Schleudergießen (Rotationsformen) Foliengießen Umgießen Imprägnieren 174 Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Weiterverarbeitungstechniken für Kunststoffe Thermoformen Maschinen Verfahrensschritte Schweißen von Kunststoffen Heizelementschweißen (HE-Schweißen) Direkte Heizelemente-Schweißverfahren Indirekte HE-Schweißverfahren Warmgasschweißen Reibschweißverfahren Verfahren mit äußerer Reibung Verfahren mit innerer Reibung Strahlungsschweißverfahren Induktionsschweißen (Elektromagnetisches Schweißen) Kleben von Kunststoffen Mechanismus der Klebung Einteilung der Klebstoffe Physikalisch abbindende Klebstoffe Chemisch abbindende Klebstoffe (Reaktionsklebstoffe) Werkstoffeinflüsse auf die Klebbarkeit von Kunststoffen Verfahrensablauf beim Kleben Mechanische Bearbeitung Sägen Fräsen Schleifen und Polieren Bohren Drehen 211 Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel

6 XI 8 Recycling von Kunststoffen Einleitung Aufbereitung von Kunststoffabfällen Werkstoffliche Verwertung von Kunststoffabfällen Rohstoffliche Verwertung Energetische Verwertung Abschließende Bemerkungen 228 Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Literatur zu Kapitel Stichwortverzeichnis 231