Allgemeines über Kunststoffe

 

Kunststoffe

Kunststofftechnik  Allgemeines
Als Kunststoff (organisches Polymer) bezeichnet man einen Festkörper, dessen Grundbestandteil synthetisch oder halbsynthetisch aus monomeren organischen Molekülen hergestellt wird.
Kunststoffe können sowohl aus linearen Ketten wie aus verzweigten und vernetzten Ketten bestehen.
Die Kettenlänge der einzelnen polymeren Moleküle variiert zwischen einigen tausend Moleküleinheiten bis über eine Million monomeren organischen Moleküleinheiten.
Ein Werkstück aus Kunststoff besteht aus Millionen sehr langer, ineinander verschlungener Molekülketten (Polymeren), die aus sich stets wiederholenden Grundeinheiten (Monomeren) zusammengesetzt sind.
Beispielsweise besteht der Kunststoff Polypropylen aus sich vielfach wiederholenden Propyleneinheiten.
Ein herausragendes Merkmal von Kunststoffen ist, dass sich ihre technischen Eigenschaften, wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur-, Wärmeformbeständigkeit und chemische Beständigkeit, durch die Wahl von Ausgangsmaterial, Herstellungsverfahren und Beimischung von Additiven in weiten Grenzen variieren lassen. Kunststofftechnik  Thermoplaste
Thermoplaste sind Kunststoffe, die aus langen linearen Molekülen bestehen.
Durch Energiezufuhr werden diese Materialien beliebig oft weich und formbar bis plastisch und schmelzen schließlich.
Sie können durch verschiedene Ur- und Umformverfahren in die gewünschte Form gebracht werden.
Nachdem das jeweilige Teil abgekühlt ist, behält es seine Form bei. Dieser Prozess ist somit umkehrbar.
Die meisten der heute verwendeten Kunststoffe fallen unter diese Gruppe zB. Polyethylen und Polypropylen. Kunststofftechnik  Eigenschaften
Kunststoffe zeichnen sich, verglichen mit keramischen oder metallischen Werkstoffen, durch eine Reihe von ungewöhnlichen Eigenschaften aus: Kunststofftechnik  Dichte und Festigkeit
Die Dichte der meisten Kunststoffe liegt zwischen 800 und 2200kg/m3.
Sie sind damit erheblich leichter als Metalle oder keramische Werkstoffe. In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften sind Kunststoffe anderen Werkstoffklassen häufig unterlegen.
Ihre Festigkeit und Steifigkeit erreicht meist nicht die von Metallen oder Keramiken.
Wegen der geringen Dichte kann dies jedoch teilweise mit konstruktiven Mitteln (höhere Wandstärken) oder dem Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen kompensiert werden.
Obwohl die Festigkeiten vergleichsweise niedrig sind, brechen Kunststoffteile weniger leicht als beispielsweise Keramik oder Glas.
Sie weisen zumeist eine gute Zähigkeit auf. Kunststofftechnik  Chemische Beständigkeit
Viele Kunststoffe sind im Gegensatz zu Metallen aufgrund ihrer organischen Natur beständig gegenüber anorganischen Medien.
Dies schließt Mineralsäuren, Laugen, sowie wässrige Salzlösungen ein.
Im Gegensatz zu Metallen reagieren sie allerdings empfindlich auf organische Lösungsmittel, wie Alkohole, Aceton, Benzin.
Dennoch gelang es auch auf diesem Gebiet, beständige Kunststoffe zu entwickeln. Kunststofftechnik  Niedrige Verarbeitungstemperaturen
Die gängigen Verarbeitungstemperaturen für Kunststoffe liegen im Bereich von 250 bis 300C.
Während Metalle bei hohen Temperaturen aufwendig gegossen werden müssen und Einschränkungen bezüglich der Gussformen bestehen, lassen sich aus Thermoplasten auch kompliziertere Formteile mit vergleichsweise geringem Aufwand fertigen. Kunststofftechnik  Niedrige Leitfähigkeiten
Die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen liegt deutlich unter der von Metallen.
Daher werden viele Kunststoffe, vor allem Schaumstoffe, als Dämmstoffe eingesetzt.
Die elektrische Leitfähigkeit von Kunststoffen ist um 15Größenordnungen kleiner als die von Metallen.
So werden viele Kunststoffe zur Isolation von elektrischen Leitungen und Kabeln eingesetzt.

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