In diesem Kurstext erklären wir dir alles Wissenswerte rund um das Thema Festigkeitskennwerte für Thermoplasten (thermoplastische Kunststoffe) sowie eine Erläuterung der wichtigsten Eigenschaften des Kunststoffes für deine Weiterbildung zum Techniker.
„Thermoplastische Kunststoffe werden unterschieden in amorphe und teilkristalline Polymere.“
Grundlagen
Thermoplastische Kunststoffe, oder auch Thermoplasten genannt, können unterschieden werden in amorphe und teilkristalline Polymere. Sie setzen sich aus linearen oder verzweigten Makromolekülen zusammen.
Wie die meisten Kunststoffe werden auch diese über chemische Verfahren künstlich erzeugt. Sie kommen in der Natur nicht vor, obwohl ihre Ausgangsstoffe organischer Natur sind.
Wir können zudem unterscheiden zwischen vollsynthetischen Kunststoffen und modifizierten Naturstoffen.
Thermoplasten – (Physikalische) Eigenschaften
Wird dem Kunststoff Wärme zugeführt, so erweicht dieser. Ab einem gewissen Punkt tritt das Schmelzen ein und der Kunststoff geht vom festen in den flüssigen Zustand über. Sobald der Kunststoff abgekühlt wird, erstarrt er wieder.
Herstellung – Chemisches Urformen
Thermoplastische Kunststoffe können mit allen gängigen Verfahren hergestellt werden. Je nach Anwendungszweck stehen uns unterschiedliche Urformverfahren (mit unterschiedlichen Einsatzstoffen) zur Verfügung:
- Polykondensation (Lineare Polyesterharze, Polyamide, Mischpolyamide)
sowie
- Polymerisation (Polyethylene, Polyvinylchloride, Polystyrole, Polyisobutylene)
sowie
- Polyaddition (Lineare Polyurethane)
sowie
- Chemische Umwandlung (modifizierte Naturstoffe: Cellulose-Ester, Cellulose-Äther)
Recycling
Diese Kunststoffe besitzen aufgrund ihrer chemischen Struktur eine gute Möglichkeit zur Wiederverwertung und Entsorgung.
Sie lassen sich chemisch (Hydrolyse, Hydrierung) sowie physikalisch verwerten.
Thermoplastische Kunststoffe – Umformung, Verarbeitung
Im Rahmen einer Umformung durchläuft der Kunststoff reversible Zustandsänderungen.
Ein wesentlicher Pluspunkt von Thermoplasten ist, dass sie sich schweißen lassen.
Weitere besondere Eigenschaften von diesen Kunststoffen sind:
- Bauteile aus harten Thermoplasten können im warmen Zustand umgeformt
sowie
- Sie lassen sich in spezifischen, organischen Lösungen physikalisch lösen.
sowie
- Die Verwendung von Ihnen im schmelzflüssigen Zustand für die Formgebung in Extrudern oder Spritzgussmaschinen, sowie Walzen (Kalandieren zu Folien) ist ausgezeichnet.
sowie
- Mit ihnen lassen sich komplexe Bauteile sowie Halbzeuge
Festigkeitskennwerte
Es existiert eine Vielzahl von thermoplastischen Kunststoffen, für die Angaben zu unterschiedlichen Festigkeitskennwerten bekannt sind. Im ersten Schritt unterscheiden wir zwischen unverstärkten sowie verstärkten Thermoplasten:
Unverstärkte Thermoplasten – Festigkeitskennwerte
Nachfolgend siehst du die Auflistung der gängigen unverstärkten Thermoplasten.
Häufig spricht man in diesem Zusammenhang auch von technischen, unverstärkten Thermoplasten.
Diese sind nicht verstärkt und enthalten weder Glasfaser noch Mineralpulver wie Talkum, Glimmer oder Kaolin als Zusatz.
Verstärkte Thermoplasten – Festigkeitskennwerte
Nachfolgend siehst du die Auflistung der gängigen verstärkten Thermoplasten.
Häufig spricht man in diesem Zusammenhang auch von technischen, verstärkten Thermoplasten.
Diese Kunststoffe enthalten Glasfaser oder Mineralpulver wie Talkum, Glimmer oder Kaolin als Zusatz. Man bezeichnet diese Arten von Kunststoffen auch als Compounds.
Sie besitzen bessere Eigenschaften hinsichtlich mechanischer Festigkeit sowie Oberflächeneigenschaften als unverstärkte Thermoplasten.
Anwendung
Thermoplastische Kunststoffe unterteilt man in Massenkunststoffe, technische Kunststoffe sowie Hochleistungskunststoffe.
Massenkunststoffe: PE, PS, PVC, PP
Technische Kunststoffe: PA, PBT, PC, POM
Hochleistungskunststoffe: PES, PPS, PAEK
Technische und Hochleistungskunststoffe kommen vorrangig im Fahrzeugbau, Maschinenbau sowie in der Elektrotechnik und Anlagenbau zum Einsatz.
Massenkunststoffe werden vorrangig für Verpackungen eingesetzt.
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