l Springer Vieweg Kunststofftechnik Grundlagen, Verarbeitung, Werkstoffauswahl und Fallbeispiele 2., überarbeitete und erweiterte Auflage

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1 Martin Bonnet Kunststofftechnik Grundlagen, Verarbeitung, Werkstoffauswahl und Fallbeispiele 2., überarbeitete und erweiterte Auflage l Springer Vieweg

2 Inhaltsverzeichnis 1 Aufbau und Eigenschaften von Kunststoffen Die Einzelkette Der chemische Aufbau der Kette Der räumliche Aufbau der Kette Statistik der Einzelkette Molekulargewichtsverteilung Bindungskräfte/Bindungstypen Der amorphe Zustand Charakterisierung der mechanischen Zustände (Glas-Gummi-viskoelastisch) Glasverhalten Gummiverhalten Viskoses Verhalten Flüssigkristalline Polymere Der kristalline Zustand Grundlagen Kristallisation der relaxierten Schmelze Kristallisation gedehnter Schmelzen Kristallisation im longitudinalen Fließgradienten Mechanisches Verhalten teilkristalliner polymerer Werkstoffe Thermisches Verhalten Klassifikation Thermoplaste Elastomere Duromere Thermoplastische Elastomere (Elastoplaste) Vergleich der Kunststoffklassen Struktur und Eigenschaften Elastizität/Plastizität teilkristalliner Kunststoffe Elastizität/Plastizität amorpher Kunststoffe Dynamische Belastungen 70 IX

3 X Inhaltsverzeichnis Thermische Charakterisierung Elektrische Eigenschaften Dielektrische Eigenschaften Piezo-, Pyro- und Ferroelektrizität Elektrische Leitfähigkeit 82 2 Polymere Verbundwerkstoffe Motivation Verstärkungsadditive Fasern Plattenförmige Verstärker Polymere Matrix Grenzfläche Verstärkungsadditiv/Matrix Vor- und Nachteile von Faserverbundwerkstoffen Vorteile von Faserverbundwerkstoffen und mögliche Anwendungen Nachteile von Faserverbundwerkstoffen Gefüge der Faserverbundwerkstoffe Vliese Gewebe Gelege Geflechte Gestricke und Gewirke Mechanische Eigenschaften von Faserverbunden Der Elastizitätsmodul unidirektionaler Faserverbunde Die Poissonzahl unidirektionaler Faserverbunde Der Schubmodul unidirektionaler Faserverbunde Der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient unidirektionaler Faserverbunde Die Bruchspannung unidirektionaler Faserverbunde Mechanische Eigenschaften unter einem beliebigen Belastungswinkel Druckfestigkeit in Faserrichtung Diskontinuierliche Faserverstärkung Laminate Schädigungen Additive Antioxidantien H-Donatoren Hydroperoxidzersetzer Radikalfänger 112

4 Inhaltsverzeichnis XI Austestung von Antioxidantien UV-Stabilisatoren UV-Absorber Sterisch gehinderte Amine UV-Quencher Austestung von UV-Stabilisatoren PVC-Stabilisatoren Blei-Stabilisatoren Organozinn-Stabilisatoren Mischmetall-Stabilisatoren Aktuelle Entwicklungen Austestung von PVC-Stabilisatoren Gleitmittel Innere Gleitmittel Äußere Gleitmittel Austestung von Gleitmitteln Prozesshilfsmittel Vermeidung von Schmelzebruch Vermeidung von Materialaufbau an der Düse Vermeidung von Gelbildung Beschleunigter Farbwechsel Austestung von Prozesshilfsmitteln Antistatika Nicht leitfähige Antistatika Leitfähige Antistatika Austestung von Antistatika Biozide Mikroorganismen Biozide Wirkstoffe Austestung von Bioziden Flammschutzmittel Halogenhaltige Flammschutzmittel Metallhydroxide Phosphorhaltige Flammschutzmittel Intumeszenz-Flammschutzmittelsysteme Brandprüfungen Weichmacher Primärweichmacher Sekundärweichmacher Extender Auswahlkriterien für Weichmacher Austestung von Weichmachern 157

5 Kunststoffe XII Inhaltsverzeichnis 4 Verarbeitungsmethoden Pressformen Spritzgießen Formmassen Spritzgießmaschinen Spritzgießwerkzeuge Spezielle Spritzgießverfahren Fehlerbehebung Anwendungsbereiche Extrudieren Einschneckenextruder Doppelschneckenextruder Ko-Kneter Anwendungen Kalandrieren Verarbeitung faserverstärkter Kunststoffe Begriffe in der Verarbeitung faserverstärkter Kunststoffe Handlaminierung Faserspritzen Schleuderverfahren Wickelverfahren Autoklavenverfahren Pressen Pultrusion Harzinjektionsverfahren Vakuum-Tiefziehen Biegeumformen Schweißen Heizelementschweißen Warmgasschweißen Lichtstrahl-Extrusionsschweißen Ultraschallschweißen Reibschweißen Hochfrequenzschweißen Kleben Einteilung der Klebstoffe Kleben von Kunststoffen Werkstoffauswahl Werkstoffdatenbanken für Kunststoffe CAMPUS'-Datenbank POLYMAT 222

6 Inhaltsverzeichnis XIII KERN RIWETA Material Selector Beständigkeiten Medienbeständigkeit Wärmebeständigkeit UV-Beständigkeit Möglichkeiten zur Vorauswahl Fallbeispiele Fahrzeugtechnik Radkappen am Fahrwerk der Boeing Hochbelastete Drehmomentstütze für den Automobilbau Drucksensoren für Kraftstofftanks Lenkgestänge des Weltrekordfahrzeugs HYSUN Landmaschinentechnik Rohrverbindungen für Melkanlagen Konstruktionstechnik Rillenkugellager Produktionstechnik Kreuzgelenk für eine Parallelkinematik Verfahrenstechnik Produkte für explosionsgefährdete Bereiche Axiallager für Saugpumpen von Nasswickelheizgeräten Versorgungstechnik Schutz von Trinkwasser Ortung und Nachweis der Nichtbeschädigung eines verlegten Rohrstranges Rettungswesen Küstenschutz Löschwasserpumpen für Offshore-Plattformen Erneuerbare Energien Mikrowindturbinen 268 Literatur 271 Sachverzeichnis 275