Einführung in die Kunststoffverarbeitung

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1 Einführung in die Kunststoffverarbeitung von Walter Michaeli unter Mitwirkung von Mitarbeitern des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen und Mitarbeitern des Süddeutschen Kunststoff-Zentrums (SKZ), Würzburg 3., neubearbeitete und erweiterte Auflage des Werkes Menges, Einführung in die Kunststoffverarbeitung Carl Hanser Verlag München Wien

2 VII Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 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 3 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 Einfluß der Temperatur auf das Fließverhalten Messung viskoser Fließeigenschaften Kapillarviskosimeter Rotationsviskosimeter Elastische Eigenschaften von Polymer-Schmelzen Abkühlen aus der Schmelze Erstarrung amorpher Thermoplaste Erstarrung teilkristalliner Thermoplaste Nukleierung Bestimmung des Kristallisationsgrades 43 4 Werkstoffkunde der Kunststoffe Allgemeines Werkstoffverhalten Spannungs-Dehnungs-Verhalten Kurzzeit-Verhalten Stoßartige Beanspruchung Verhalten bei langzeitiger und ruhender Beanspruchung Schwingende Beanspruchung 51

3 VIII 4.3 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 68 5 Aufbereitung von Kunststoffen Einleitung Aufbereitungsmaschinen Additive 80 6 Verarbeitungsverfahren für Kunststoffe Extrusion Der Extruder l.l Der Einschneckenextruder 84 Die Schnecke 86 Der Plastifizierungsvorgang 90 Der Doppelschneckenextruder 91 Temperiersystem Extrusionsanlagen Extrusionswerkzeug Nachfolgeeinrichtung Anlagenbeispiele Coextrusion Extrusionsblasformen und Streckblasen Extrusionsblasformen Der Verfahrensablauf Die Maschine Das Mehrfachblasformen Coextrusion 105

4 6.2.2 Streckblasen Vorformlingherstellung 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 Duromerverarbeitung 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 Verarbeitungsverfahren Handlaminierverfahren Prepregverarbeitung, Tapelegen, Autoklavieren Faserspritzen Faserwickeln Pultrusionsverfahren Pressen faserverstärkter Kunststoffe Bauteilkonstruktion und -auslegung Kalandrieren Verarbeitung durch Gießen 162 IX Weiterverarbeitungstechniken für Kunststoffe Thermoformen Maschinen Verfahrensschritte Schweißen von Kunststoffen Heizelementschweißen (HE-Schweißen) Direkte Heizelement-Schweißverfahren Indirekte HE-Schweißverfahren Warmgasschweißen Reibschweißverfahren Verfahren mit äußerer Reibung Verfahren mit innerer Reibung Strahlungsschweißverfahren Induktionsschweißen (Elektromagnetisches Schweißen) 190

5 X 7.3 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 201 Stichwortverzeichnis 207