Saechtling Kunststoff Taschenbuch

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1 Baur Brinkmann Osswald Rudolph Schmachtenberg Saechtling Kunststoff Taschenbuch 31. Ausgabe Der neue Saechtling Komplett überarbeitet, aktualisiert & zum ersten Mal in Farbe. Inklusive kostenlosem E-Book

2 Baur, Brinkmann, Osswald, Rudolph, Schmachtenberg Saechtling Kunststoff Taschenbuch

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4 Baur Brinkmann Osswald Rudolph Schmachtenberg Saechtling Kunststoff Taschenbuch 31. Ausgabe

5 Kunststoff-Taschenbuch Begründet von Dr. Franz Pabst 8. bis 17. Ausgabe bearbeitet von Dr. Hansjürgen Saechtling und Dipl.-Ing. Willi Zebrowski 18. bis 24. Ausgabe bearbeitet von Dr. Hansjürgen Saechtling 25. Ausgabe bearbeitet von Prof. Dr.-Ing. Wilbrand Woebcken 26. bis 28. Ausgabe bearbeitet von Dr.-Ing. Karl Oberbach 29. Ausgabe bearbeitet von Dr.-Ing. Karl Oberbach, Dr.-Ing. Erwin Baur, Dr. rer. nat. Sigrid Brinkmann und Prof. Dr.-Ing. Ernst Schmachtenberg 30. Ausgabe bearbeitet von Dr.-Ing. Erwin Baur, Dr. rer. nat. Sigrid Brinkmann, Prof. Dr. Tim A. Osswald und Prof. Dr.-Ing. Ernst Schmachtenberg 31. Ausgabe bearbeitet von Dr.-Ing. Erwin Baur, Dr. rer. nat. Sigrid Brinkmann, Prof. Dr. Tim A. Osswald, Dr.-Ing. Natalie Rudolph und Prof. Dr.-Ing. Ernst Schmachtenberg Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek: Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über < abrufbar. ISBN: E-Book-ISBN: Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Alle in diesem Buch enthaltenen Verfahren bzw. Daten wurden nach bestem Wissen erstellt und mit Sorgfalt getestet. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sind die in diesem Buch enthaltenen Verfahren und Daten mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Autor und Verlag übernehmen infolgedessen keine Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieser Verfahren oder Daten oder Teilen davon entsteht. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdruckes und der Vervielfältigung des Buches oder Teilen daraus, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf ohne schriftliche Einwilligung des Verlages in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrofilm oder einem anderen Verfahren), auch nicht für Zwecke der Unterrichtsgestaltung mit Ausnahme der in den 53, 54 URG genannten Sonderfälle reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Carl Hanser Verlag, München Herstellung: Steffen Jörg Farbgrafiken: Tobias Mattner, Luz Mayed D. Nouguez Coverconcept: Marc Müller-Bremer, München Coverrealisierung: Stephan Rönigk Satz, Druck und Bindung: Kösel, Krugzell Printed in Germany

6 Vorwort zur 31. Auflage Nach wie vor sind Kunststoffe die Werkstoffgruppe mit den größten Wachs tumsraten weltweit. Dies reflektiert ihre herausragenden Eigenschaften: die exzellente Verarbeitbarkeit zu komplexen Produkten in sehr wirt schaftlichen Verfahren und die Möglichkeit, die Eigenschaften des Werk stoffs auf Anwendung und Verarbeitungstechnik Maß zu schneidern. So sind Kunststoffe in vielen Anwendungsfeldern zum wichtigsten Werkstoff geworden: Bei Elektronikartikeln wie Handy, Speichermedien wie CD, DVD, in der Verpackungstechnologie und in der Medizintechnik sowie nicht zu vergessen der umfangreiche Einsatz in der Fahrzeugtechnik. In anderen Bereichen wie im Bauwesen, eröffnen sich durch den Einsatz von Kunststoffen oder die Kombination mit anderen Materialien neue Gestal tungsmöglichkeiten sowie Nachhaltigkeitskonzepte wie am Beispiel moder ner Sportstadien im großen Maßstab sichtbar wird. So finden sich zahlrei che Beispiele, wie sich unsere Welt in den letzten 40 Jahren durch den Werkstoff Kunststoff nachhaltig verändert hat. Die Kunststoffindustrie wird sich weiter positiv entwickeln. Die Werk stoffeigenschaften der Kunststoffe lassen sich weiterhin gezielt verbes sern, und es werden neue Anwendungsbereiche erobert, so wie es heute im Bildschirmbereich, in der Brennstoffzelle oder in den medizinischen Anwendungen bereits der Fall ist. Weiterhin wird die Automobilaußen haut verstärkt aus Kunststoffen gefertigt werden. Der Einsatz von Füllstof fen zur Funktionalisierung und Verstärkung wird weiter zunehmen. Den Forderungen nach nachhaltigen Werkstoffen kommt die Kunststoffindust rie durch den Einsatz neuer Bio-Kunststoffe entgegen. Immer mehr Ingenieure müssen sich bei ihrer täglichen Arbeit mit dem Material Kunststoff und seinen speziellen Eigenschaften beschäftigen und sind auf Informationen darüber angewiesen.

7 VI Vorwort zur 31. Auflage Das nun in der 31. Auflage vorliegende Kunststofftaschenbuch hat den Anspruch, ein kompaktes und aktuelles Nachschlagewerk für das ganze Kunststoffgebiet zu sein und den Fachmann wie auch den interessierten Laien bei täglichen Fragestellungen zu unterstützen. Dabei gilt es, den richtigen Kompromiss zwischen Aktualität und Serio sität zu finden. Einerseits soll dem Nutzer, der heutzutage im Internet jederzeit und schnell Informationen zu beliebigen Themen beschaffen kann, die aber leider unstrukturiert sind und deren Richtigkeit kaum beurteilt werden kann, ganz bewusst ein konservatives, beständiges und zuverlässiges gedrucktes Wissensportal zur Verfügung gestellt werden. Wobei auch in der gedruckten Form Wert darauf gelegt wird, möglichst schnell und einfach zu der gesuchten Information zu navigieren. Anderer seits kann sich ein derartiges Nachschlagewerk nicht gegen die neuen Informationstechniken sperren. Daher wird diese 31. Auflage dem Leser auch in elektronischer Form zur Verfügung stehen. Mithilfe des im Buch eingedruckten persönlichen Codeworts kann sich der Leser das e-book kostenlos und exklusiv auf seine Festplatte laden (Zugang über www. hanser-fachbuch.de/ebookinside. Die vollfarbige Überarbeitung soll es dem Leser zudem erlauben, die dargestellten Prozesse und Zusammen hänge einfacher und schneller zu erfassen. Wir fühlen uns der Tradition des Buches, ein kompaktes, aktuelles Nach schlagewerk zu schreiben, verpflichtet, damit aufkommende Fragen schnell beantwortet und viele Anknüpfungspunkte geboten werden. Unser Ziel ist es, den Lesern stets einen Ausgangspunkt zu bieten, um mit dem Werkstoff Kunststoff technische Herausforderungen zu meistern und somit die Zukunft zu gestalten. Hierbei wünschen wir uns allen viel Erfolg! Im August 2013 Die Herausgeber

8 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

9 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

10 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

11 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

12 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

13 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

14 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

15 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

16 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

17 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)

18 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)

19 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.)

20 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 )

21 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

22 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

23 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)

24 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

25 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

26 1 Kurzzeichen der Kunststoff-Technik In der Kunststoffindustrie ist es allgemein üblich, Kunststoffe einer che mischen Familie zuzuordnen und über das Kurzzeichen dieser Familie zu identifizieren. Diese Praxis ist allgemein verbreitet, obwohl sie streng genommen nicht den Realitäten der Kunststoffbranche entspricht, weil letztendlich die Produkte als Handelsprodukte mit jeweils sehr spezifi schem Eigenschaftsspektrum verkauft werden. Dabei ist der Handels name (fast im Sinne einer Bestellnummer) das einzige identifizierende Kriterium. Normen, die die Eigenschaften von bestimmten Werkstoffklas sen festlegen, wie sie im Metallsektor weit verbreitet sind, sind nur bei härtbaren Kunststoffen eingeführt. In der Regel streuen die Eigenschaften der Werkstoffe innerhalb einer Familie erheblich. Trotzdem ist es unumgänglich im Sinne einer Strukturierung des Fach wissens, dass die Werkstoffe in einer logischen und nachvollziehbaren Weise kategorisiert werden. In diesem Buch soll daher die verbreitete Methode der Kurzzeichen aufge griffen werden. Dabei muss ein Kompromiss gefunden werden zwischen einer eindeutigen und starren Regeln folgenden Systematik und im Markt eingeführten und weit verbreiteten Bezeichnungen. Es gibt verschiedene Normen, welche die Kennzeichnung der Kunststoffe zum Inhalt haben. Sie sind aber leider nicht nur untereinander, sondern teilweise sogar in sich inkonsequent und widersprüchlich. In Tafel I sind die Kurzzeichen der in diesem Buch behandelten Kunst stoffe zusammengefasst. Dabei wird vorzugsweise nur der chemische Auf bau der Polymere berücksichtigt und Zusätze, die sich auf physikalische Eigenschaften oder Verarbeitungsverfahren beziehen, werden möglichst vermieden. Da aber in der Fachliteratur häufig derartige Benennungen (z. B. A für amorph oder B für Block-Copolymere) verwendet werden, kann hier nicht ganz darauf verzichtet werden. Wegen der fehlenden All

27 2 1 Kurzzeichen der Kunststoff-Technik gemeingültigkeit und vieler Widersprüche ist aber davon abzuraten, diese zu verwenden. Die Liste der in Tafel I fett gedruckten und somit als Norm definierten Fami lienbezeichnungen greift auf einen Vorschlag zurück, der im Zusammen hang mit der Kunststoffdatenbank CAMPUS gemacht wurde. Dieser berück sichtigt die vorliegenden ISO-Normen so weit wie möglich, akzeptiert aber auch Ausnahmen, wenn sie allgemein verbreitet sind. Für CAMPUS wurde auf diese Weise eine Liste von so genannten Basispolymeren definiert, mit der fast der gesamte Kunststoffmarkt abgedeckt werden kann. Diese Liste wird regelmäßig überprüft und gegebenenfalls erweitert. Tafel IA enthält Kurzzeichen für Kunststoffe und Kautschuke, Tafel IB (Seite 12) Kurzzeichen für Weichmacher.

28 Tafel I Tafel I Alphabetische Gliederung verwendeter Kurzzeichen für Kunststoffe, chemische Bezeichnung und AbschnittsNummern, in denen das Produkt behandelt wird (nur Homopolymere, Copolymere, Kautschuke und Weichmacher) A Kunststoff und Kautschuk Kurzzeichen Chemische Bezeichnung Seiten Nr. * Pyrrone 621 * Polycyclone 621 * Polyphenylene (Polyarylen) 620 * Polytriazine 610 ABS Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer 480 ACM Acrylat-Kautschuk, (AEM, ANM) 715 ACS Acrylnitril-chloriertes Polyethylen-Styrol 480 AECM Acrylester-Ethylen-Kautschuk 714 AEM Acrylat-Ethylen-Polymethylen-Kautschuk 715 AES Acrylnitril-Ethylen-Propylen-Dien-Styrol-Copolymer 480 AFMU Nitroso-Kautschuk 720 AMMA Acrylnitril-Methylmethacrylat 531 APE-CS siehe ACS ASA Acrylnitil-Styrol-Acrylester-Copolymer 480 AU Polyesterurethan-Kautschuk 720 BIIR Brombutyl-Kautschuk 711 BR Butadien-Kautschuk 709 CA Celluloseacetat 647 CAB Celluloseacetobutyrat 647 CAP Celluloseacetopropionat 647 CF Kresol-Formaldehyd-Harz 669 CH hydratisierte Cellulose, Zellglas 647 CIIR Chlorbutyl-Kautschuk 709 CM chlorierter Polyethylen-Kautschuk 715 CMC Carboxymethylcellulose 647 CN Cellulosenitrat, Celluloid 647 * Für diese Polymere sind keine Kurzzeichen bekannt. 3

29 4 1 Kurzzeichen der Kunststoff-Technik Kurzzeichen Chemische Bezeichnung Seiten Nr. CO Epichlorhydrin-Kautschuk 716 COC Cyclopolyolefin-Copolymere 446 COP COC-Copolymerisat 458 CP Cellulosepropionat 647 CR Chloropren-Kautschuk 709 CSF Casein-Formaldehyd-Harz, Kunsthorn 655 CSM chlorsulfonierter Polyethylen-Kautschuk 713 CTA Cellulosetriacetat 647 E/P Ethylen-Propylen-Copolymer 446 EAM Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk 713 EAMA Ethylen-Acrylsäureester-MaleinsäureanhydridCopolymer 446 EB Ethylen-Buten-Copolymer 446 EBA Ethylen-Butylacrylat-Copolymer 446 EC Ethylcellulose 647 ECB Ethylencopolymer-Bitumen-Blend 446 ECO Epichlorhydrin-Kautschuk 716 ECTFE Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer 446 EEAK Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer 446 EIM Ionomer-Copolymer 446 EMA Ethylen-Methacrylsäureester-Copolymer 446 EP Epoxid-Harze 669 EP(D)M siehe EPDM 713 EPDM Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk 713 EPM Ethylen-Propylen-Kautschuk 713 ET Poly-ethylenoxid-tetrasulfid-Kautschuk 719 ETER Epichlorhydrin-Ethylenoxid-Kautschuk (Terpolymer) 716 ETFE Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer 521 EU Polyetherurethan-Kautschuk 719 EVAC Ethylen-Vinylacetat-Copolymer 446 EVAL Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, alte Bezeichnung EVOH 446 FEP Polyfluorethylenpropylen 521 FF Furan-Formaldehyd-Harz 669 FFKM Perfluor-Kautschuk 713 FKM Fluor-Kautschuk 713

30 Tafel I Kurzzeichen Chemische Bezeichnung Seiten Nr. FPM Propylen-Tetrafluorethylen-Kautschuk 713 HNBR hydrierter NBR-Kautschuk 709 ICP intrinsisch leitfähige Polymere 651 IIR Butyl-Kautschuk, (CIIR, BIIR) 709 IR Isopren-Kautschuk 709 KWH Kohlenwasserstoffharz 703 LCP Liquid Christal Polymer 615 LSR Flüssigsilikonkautschuk 719 MABS Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien- StyrolCopolymer 526 MBS Methacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer 526 MC Methylcellulose (Cellulosederivat) 647 MF Melamin-Formaldehyd-Harz 669 MFA Tetrafluorethylen-Perfluormethyl-VinyletherCopolymer 525 MFQ Methyl-Fluor-Silikon-Kautschuk 717 MMAEML Methylmethacrylat-exo-Methylenlacton-Copolymer 532 MPF Melamin-Phenol-Formaldehyd-Harz 669 MPQ Methyl-Phenyl-Silikon-Kautschuk 717 MQ Polydimethylsilikon-Kautschuk 717 MS siehe PMS MUF Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz 669 MUPF Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehyd-Harz 669 MVFQ Fluor-Silikon-Kautschuk 717 NBR Acrylnitril-Butadien-Kautschuk 709 NCR Acrylnitril-Chloropren-Kautschuk 709 NR Naturkautschuk 709 PA Polyamid (weitere Bezeichnungen siehe Kapitel 6.7) 550 PA 11 Polyamid aus Aminoundecansäure 550 PA 12 Polyamid aus Dodekansäure 550 PA 46 Polyamid aus Polytetramethylen-Adipinsäure 550 PA 6 Polyamid aus ε-caprolactam 550 PA 610 Polyamid aus Hexamethylendiamin-Sebazinsäure 550 PA 612 Polyamid aus Hexamethylendiamin-Dodekansäure 550 PA 66 Polyamid aus Hexamethylendiamin-Adipinsäure 550 PA 69 Polyamid aus Hexamethylendiamin-Azelainsäure 550 5