Schwarz / Ebeling (Hrsg.) Kunststoffkunde Aufbau Eigenschaften Verarbeitung Anwendungen der Thermoplaste Duroplaste und Elastomere Autoren: Dr.-Ing. Otto Schwarz Dipl.-Ing. Friedrich-Wolfhard Ebeling Dipl.-Ing. Harald Huberth Dipl.-Ing. Harald Schirber Dipl.-Ing. Norbert Senior 9., iiberarbeitete Auflage Vogel Buchverlag
Inhaltsverzeichnis Vorwort 5 1 Das Kunststoffgebiet 11 1.1 Entwicklung (Kurziibersicht) 11 1.2 Einfiihrung in die Kunststoff-Chemie 12 1.2.1 Stoffe, Materie 12 1.2.2 Chemische Verbindungen, Elemente, Atome, Molekiile 13 1.2.3 Organische Kohlenwasserstoffverbindungen 15 1.2.4 Reaktionsfahige Verbindungen 19 1.2.5 Chemische Grundvorgange 21 1.2.6 Vom Rohol zum Monomer 23 1.2.7 Polyreaktionen 26 1.3 Aufbau, Struktur und Zustandsbereiche 35 1.3.1 Bindungskrafte 35 1.3.2 Ordnungszustande 39 1.3.3 Eigenschaftsverandernde Faktoren 40 1.3.4 Technologisches Verhalten in Abhangigkeit von der Temperatur... 44 1.4 Zusatz- und Hilfsstoffe 49 1.4.1 Zusatz- und Hilfsstoffe fiir Kunststoffe 49 1.4.2 Zusatz- und Hilfsstoffe fiir Kautschuke 55 1.5 Lieferformen fiir Kunststofferzeugnisse 60 1.5.1 Formmassen 60 1.5.2 Halbzeug und Formteile 61 2 Thermoplaste 63 2.1 Polyethylen [PE) 63 2.1.1 PE-Sondertypen 67 2.2 Polypropylen [PP] 69 2.2.1 Metallocen-PP-Polymere 73 2.3 Cycloolefincopolymere [COC] T 4 2.4 Polybutylen (Polybuten) [PB] 75 2.5 Polyisobutylen [PIB] "6 2.6 Ionomere 7"" Der Onlineservice InfoClick bietet unter www.vogel-buchverlag.de nach Codeeingabe zusatzliche Informationen und Aktualisierungen zum Buch. 310549630009
2.7 Polyvinylchlorid [PVC] 78 2.7.1 PVC-Modifikationen 85 2.8 Polyvinylidenchlorid [PVDC] 87 2.9 Polystyrol [PS] und Styrol-Copolymerisate 88 2.9.1 Polystyrolschaum 89 2.9.2 Polystyrol schlagfest [SB] 92 2.9.3 Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat [SAN] 93 2.9.4 Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymere [ABS] 95 2.9.5 Acrylester-Styrol-Acrylnitril-Terpolymere [ASA] 98 2.10 Polymethylmethacrylat [PMMA], Acrylglas 99 2.11 Polyacrylnitril [PAN]... ~ 103 2.12 Polyvinylcarbazol [PVK] 104 2.13 Polyacetal [POM] 106 2.14 Fluorpolymere 110 2.14.1 Polytetrafluorethylen [PTFE] 110 2.14.2 Perfluorethylenpropylen-Copolymer [FEP] 112 2.14.3 Perfluoralkoxy-Copolymer [PFA/TFA] 112 2.14.4 Polychlortrifluorethylen [PCTFE] 113 2.14.5 Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer [ETFEJ 114 2.14.6 Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer E-CTFE] 114 2.14.7 Polyvinylidenfluorid [PVDF] 115 2.14.8 Polyvinylfluorid [PVF] 115 2.14.9 Terpolymer aus Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen und Vinylidenfluorid [THV] 117 2.14.10 Perfluorpolyether PFPE] 118 2.14.11 Amorphe Fluorpolymere 118 2.15 Polyamide [PA] 118 2.16 Polycarbonat PC] 125 2.17 Polyethylenterephthalat [PET] 129 2.18 Polybutylenterephthalat [PBT] 133 2.19 Polyphenylenether [PPE] 135 2.20 Polysulfon [PSU] 138 2.20.1 Polyethersulfon [PES 140 2.20.2 Polyphenylensulfid [PPS 141 2.21 Polyetheretherketon [PEEK] 142 2.22 Celluloseester CA, CP, CAB] 143 2.23 Thermoplast-Gruppen - Weitere Thermoplaste 146 2.23.1 Standardkunststoffe 147 2.23.2 Technische Kunststoffe 147 2.23.3 Hochtemperaturbestandige Thermoplaste 147 2.23.4 Polyblends 150 2.23.5 Thermoplastische Elastomere 152 2.23.6 Fliissigkristalline Kunststoffe j^g 2.24 Elektrisch leitfahige Kunststoffe i 6 y 2.25 Biologisch abbaubare Kunststoffe, g^ 3 Duroplaste 166 3.1 Phenol-Formaldehyd PF] 166 3.2 Harnstoff-Formaldehyd UF 17! i3 Melamin-Formaldehyd [MF 172 3.4 Melamin-Phenol-Formaldehyd [MPFJ 174 3.5 Ungesattigte Polyesterharze (UP-Harze) 175 3.6 Siliconharze 183
3.7 Polyimide [PI] 1S5 3.7.1 Abgewandelte Polyimide 187 3.8 Epoxidharze (EP-Harze) 188 3.9 Vernetzte Polyurethane 194 3.9.1 PUR-Schaume 197 3.9.2 Polyurethan-GieSharze 201 3.9.3 PUR-Lacke 203 3.9.4 PUR-Klebstoffe 204 4 Elastomere 205 4.1 Naturkautschuk [NR] 205 4.2 Isoprenkautschuk [IR] 208 4.3 Styrol-Butadien-Kautschuk [SBR] 209 4.4 Butadienkautschuk [BR] 211 4.5 Butylkautschuk (IsobutylenTsopren-Kautschuk) HR] 213 4.6 Chloroprenkautschuk [CR] 214 4.7 Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Nitrilkautschuk [NBR] 216 4.8 Polyurethan-Elastomere (PUR-Elastomere) 218 4.8.1 PUR-Giefielastomere 218 4.8.2 Thermoplastische Polyurethan-Elastomere [TPU] 220 4.8.3 Polyurethankautschuk [AU/EU] 221 4.9 Ehylen-Propylen-Kautschuk [EPM/EPDM] 222 4.10 Erhylen-Vinylacetat-Kautschuk [EAM] 224 4.11 Polysulfidkautschuk (Thioplaste) [TM] 226 4.12 Epichlorhydrinkautschuk [CO, ECO, ETER] 228 4.13 Chlorsulfoniertes Polyethylen [CSM] 229 4.14 Fluorkautschuk [FKM] 230 4.15 Siliconkautschuk [Q] 231 5 Einfache Methoden zum Identifizieren von Kunststoffen 235 5.1 Voruntersuchungen 235 5.2 Dichte 236 5.3 Loslichkeit 237 5.4 Thermisches Verhalten 238 5.5 Brand- und Geruchsprobe -39 6 Grundlagen der Kunststoffpriifung 243 6.1 Verarbeitungseigenschaften von Formmassen 243 6.1.1 Schmelzindexprufung (DIN EN ISO 1133) 243 6.1.2 Viskositatszahl/K-Wert (DIN EN ISO 1628) 246 6.1.3 Bestimmung der Rohdichte (DIN EN ISO 1183) 247 6.1.4 Schuttdichte, Stopfdichte und Fullfaktor (DIN EN ISO 60, DIN EN ISO 61, DIN ISO 171) 249 6.1.5 Rieselfahigkeit (DIN EN ISO 6186) 250 6.1.6 Korngrofie und Kornverteilung 251 6.1.7 Flikhtige Bestandteile 251 6.1.8 Thermostabilitat (PVC) 252 6.2 Mechanische Eigenschaften 252 6.2.1 Zugversuch (DIN EN ISO 527) 252 6.2.2 Biegeversuch (DIN EN ISO 178) 254 6.2.3 Bestimmung des Elastizitatsmoduls 257 6.2.4 Schlagbiegeversuch (DIN EN ISO 179) 258
6.2.5 Hartepriifungen 259 6.2.6 Bestimmung des Abriebs 260 6.3 Thermische Eigenschaften 260 6.3.1 Warmeleitfahigkeit (DIN 52612, DIN 52613) 260 6.3.2 Warmeausdehnung (ISO 11 358) 260 6.3.3 Spezifische Warme 261 6.3.4 Formbestandigkeit in der Warme 261 6.3.5 Torsionsschwingungsversuch (DIN EN ISO 6721) 263 6.4 Elektrische Eigenschaften 263 6.4.1 Elektrische Widerstandswerte (DIN IEC 60 093) 263 6.4.2 Dielektnsche Eigenschaften (DIN IEC 60 250) 267 6.4.3 Kriechstromfestigkeit (DIN IEC 60 112) 267 6.4.4 Lichtbogenfestigkeit (DIN VDE 0303) 268 6.4.5 Durchschlagfestigkeit (DIN VDE 0303) 269 6.4.6 Elektrostatische Aufladung (DIN VDE 0303, DIN 53 486) 269 6.4.7 Verhalten bei Glimmentladungen (DIN EN 60 343) 270 6.5 Chemische Eigenschaften und Alterungsverhalten 270 6.5.1 Chemische Eigenschaften 270 6.5.2 Alterungsverhalten 271 6.6 Priifung von Kautschuk und Gummi 273 6.6.1 Priifungen am Rohkautschuk und an unvulkanisierten Mischungen 273 6.6.2 Priifungen am Vulkanisat 276 6.7 Langzeitverhalten der Kunststoffe 281 6.7.1 Viskoelastizitat 281 6.7.2 Statisches Langzeitverhalten 283 6.7.3 Dynamisches Langzeitverhalten 288 6.8 Weitere Priifungen 290 6.8.1 Priifung an Fertigteilen 291 6.8.2 Qualitatssicherung und -iiberwachung 292 Kurzzeichen fiir Polymere in Anlehnung an DIN EN ISO 1043-1 295 Quellenverzeichnis 297 Stichwortverzeichnis 299