In diesem Kurstext erklären wir dir alles Wissenswerte rund um das Thema Festigkeitskennwerte für Duroplasten (duroplastische Kunststoffe) sowie eine Erläuterung der wichtigsten Eigenschaften des Kunststoffes für deine Weiterbildung zum Techniker.
„Duroplastische Kunststoffe entstehen durch Umformen von niedermolekularen, fließfähigen Vorprodukten (Kunstharze).“
Duroplasten – Festigkeitskennwerte – Grundlegendes
Duroplastische Kunststoffe, oder auch Duroplasten genannt, entstehen durch Umformen von niedermolekularen, fließfähigen Vorprodukten unter Bildung von Makromolekülen. Die Makromoleküle sind chemisch eng vernetzt und reagieren miteinander. Man spricht hier von Kunstharzen, obwohl bereits in diesem Stadium schon von Duroplasten gesprochen wird.
Die Bezeichnung Duroplasten bereits für die schmelzbaren und verformbaren Vorprodukte (Kunstharze) zu verwenden ist falsch. Denn duroplastische Kunststoffe sind gehärtetes Kunstharz
Duroplasten – Festigkeitskennwerte – (Physikalische) Eigenschaften
Die Physikalischen Eigenschaften von duroplastische Kunststoffe sind bis zu einer Grenztemperatur des thermochemischen Abbaus nur gering temperaturabhängig.
Duroplasten enthalten, amorphe, harte, unlösliche Polymere. Deren Makromoleküle sind engmaschig vernetzt. Die vorliegende Bindung ist kovalent.
Die kovalente Bindung ist dafür verantwortlich, dass diese Kunststoffe infolge von Hitze nicht erweichen.
Duroplasten härten irreversibel aus. Somit sind sie weder schweißbar noch können sie in organischen Lösungen gelöst werden, wie es bei Thermoplasten möglich ist.
Einige duroplastische Kunststoffe lassen sich immerhin quellen.
Herstellung – Urformen
Je nach Anwendungszweck stehen uns unterschiedliche Urformverfahren (mit unterschiedlichen Einsatzstoffen) zur Verfügung:
- Polykondensation (Phenoplaste, Melaminplaste, Silikone, Polyesterharze)
sowie
- Polymerisation (Polyestherharze)
sowie
- Polyaddition (vernetzte Polyurethane, Epoxidharz)
sowie
- Chemische Umwandlung (Kaseinharze)
Die meisten duroplastischen Kunststoffe werden durch die Polykondensation erzeugt. Diese läuft unter Druck und erhöhter Temperatur ab.
Recycling
Duroplasten besitzen aufgrund ihrer chemischen Struktur eine schlechte Möglichkeit zur Wiederverwertung sowie Entsorgung.
Diese Kunststoffe können lediglich chemisch recycelt werden oder als gemahlene Füllstoffe eingehen.
Umformung, Verarbeitung
Duroplastische Kunststoffe gehen als erwärmte, flüssige Formmassen (Vorprodukte) in die Weiterverarbeitung ein und härten anschließend thermisch aus.
Denn als Vorprodukte (Prepolymere) gelten sie noch als Kunstharze, die sich schmelzen lassen und löslich sind.
Außerdem können sie in diesem Stadium noch mit Füll- und Farbstoffen versetzt werden um anschließend gegossen oder warmgepresst zu werden.
Nach dem Aushärten lassen sich diese nicht mehr verformen. Einzige Lösung ist Spanen. Denn nur durch Spanen können Änderungen an der Geometrie vorgenommen werden.
Auf der anderen Seite existieren auch Duroplasten als flüssige Reaktionsharze, die sich bei Raumtemperatur verarbeitet werden und anschließend katalytisch aushärten.
Duroplasten – Festigkeitskennwerte – Übersicht
Es existiert eine Vielzahl von duroplastischen Kunststoffen, für die Angaben zu unterschiedlichen Festigkeitswerten bekannt sind.
Nachfolgend siehst du eine Auflistung der Festigkeitskennwerte der gängigen Duroplasten mit Angabe der möglichen Füllststoffe.
Duroplasten – Anwendung
Auch duroplastische Kunststoffe werden wie Thermoplasten unterteilt man in Massenkunststoffe, technische Kunststoffe sowie Hochleistungskunststoffe.
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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