Saechtling Kunststoff Taschenbuch (eBook)

Vorwort zur 30. Auflage 17
Vorworte 1936/89 18
Inhalt 23
Kurzzeichen der Kunststoff-Technik 26
1 Einleitung 39
1.1 Wirtschaftliche Bedeutung der Kunststoffe 41
1.2 Einordnung der Kunststoffe in das Gebiet der Werkstoffe 43
1.3 Benennung und Kurzzeichen für Polymere 47
2 Aufbau der Kunststoffe 51
2.1 Strukturbeschreibung der Kunststoffe 53
2.1.1 Chemische Struktur 53
(Konstitution und Konfiguration der Makromoleküle) 53
2.1.2 Morphologische Struktur 70
(Konformation und Aggregation der Makromoleküle) 70
2.1.3 Thermische Zustands- und Umwandlungsbereiche 80
(Einteilung der Kunststoffe nach der Molekülstruktur) 80
2.2 Stoffliche Modifizierung von Kunststoffen 87
2.2.1 Polymermischungen (Blends) 87
2.2.2 Kunststoffverbunde 88
2.2.3 Zusatzstoffe (Additive) für Kunststoffe 90
2.3 Kunststoffrecycling 90
3 Eigenschaften und Prüfverfahren 95
3.1 Aussagekraft der Kennwerte 100
3.2 Verarbeitungstechnische Kennwerte 105
3.2.1 Rheologisches Verhalten 106
3.2.2 Erstarrungsverhalten 115
3.2.3 Entformungsverhalten 116
3.2.4 Abbauverhalten 117
3.2.5 Schwindungsverhalten und Toleranzen 119
3.2.6 Orientierungen 121
3.2.7 Kristallisationsverhalten 124
3.3 Mechanisches Verhalten 126
3.3.1 Allgemeine Hinweise 126
3.3.2 Kurzzeitverhalten 129
3.3.3 Verhalten beim Stoß 134
3.3.4 Statisches Langzeitverhalten 140
3.3.5 Dynamisches Langzeitverhalten 145
3.3.6 Moduln und Querzahl 149
3.3.7 Dichte 152
3.4 Thermisches Verhalten 152
3.4.1 Zulässige Gebrauchstemperatur 152
3.4.2 Spezifische Wärmekapazität, Spezifische Enthalpie, 162
Verbrennungswärme 162
3.4.3 Wärmeleitfähigkeit 164
3.4.4 Wärmeeindringzahl 167
3.4.5 Temperaturleitfähigkeit 167
3.4.6 Wärme-Ausdehnungskoeffizient 169
3.5 Elektrisches Verhalten 175
3.5.1 Isolationsverhalten 175
3.5.2 Festigkeitsverhalten 181
3.5.3 Dielektrisches Verhalten 187
3.5.4 Elektrostatisches Verhalten 190
3.6 Optisches Verhalten 191
3.6.1 Lichtdurchlässigkeit 191
3.6.2 Glanz und Reflexion, Trübung 192
3.6.3 Farbe 193
3.6.4 Brechungsindex, Doppelbrechung 197
3.6.5 Oberflächenstruktur 199
3.7 Verhalten gegen Umwelteinflüsse 200
3.7.1 Wasser, Feuchtigkeit 200
3.7.2 Chemikalien 206
3.7.3 Spannungsrissbeständigkeit 206
3.7.4 Atmosphärische Einflüsse 209
3.7.5 Energiereiche Strahlung 209
3.7.6 Beständigkeit gegen Organismen 210
3.7.7 Migration und Permeation 210
3.7.8 Brandverhalten 217
3.7.9 Verschleiß- und Gleitverhalten 222
3.8 Prüfverfahren für Schaumstoffe 225
3.8.1 Beurteilung der Schaumstruktur 226
3.8.2 Mechanisches Verhalten 227
3.8.3 Physikalische Eigenschaften 231
3.8.4 Verhalten gegen Umwelteinflüsse 233
3.8.5 Anwendungen und Normen im Bauwesen 234
3.9 Prüfverfahren für Halbzeuge 234
3.9.1 Rohre und Rohrverbindungen 235
3.9.2 Sonstige Profile 243
3.9.3 Platten/Tafeln 244
3.9.4 Folien und Bahnen 250
3.9.5 Flaschen, Behälter 256
3.9.6 Kabel 256
3.10 Analytische Untersuchungen 263
3.10.1 Infrarot (IR)- und Raman- Spektroskopie 263
3.10.2 Kernresonanz-Spektroskopie 263
(Nuclear Magnetic Resonance: NMR) 263
3.10.3 Dynamisch-mechanische Spektroskopie, DMA 263
3.10.4 Dielektrische Spektroskopie 264
3.10.5 Differential-Thermoanalyse (DTA) und Differential- 264
Kalorimetrie ( DSC) 264
3.10.6 Thermogravimetrische Analyse (TGA) 265
3.10.7 Dilatometrie, thermo-mechanische Analyse (TMA) 266
3.10.8 Lösungs-Viskosimetrie 266
3.10.9 Chromatographie 268
4 Kunststoffverarbeitung 269
4.1 Aufbereiten 275
4.1.1 Mischprozess 275
4.1.2 Mischer 277
4.1.3 Feststoff-Mischer mit rotierenden Werkzeugen 277
4.1.4 Schneckenkneter für viskose Stoffe 279
4.1.5 Sonstige Mischer für viskose Stoffe 284
4.1.6 Granuliervorrichtungen 288
4.1.7 Mühlen 290
4.1.8 Trockner 292
4.1.9 Aufbereiten härtbarer Formmassen 293
4.1.10 Aufbereitung von Recyclingmaterial 294
4.2 Extrudieren 294
4.2.1 Extruderbauformen 294
4.2.2 Fehlerkatalog Extrusion 302
4.2.3 Extrusions- Werkzeuge und Nachfolgeeinrichtungen 307
4.2.4 Kalandrieren 321
4.2.5 Extrusions-Blasformen 322
4.3 Spritzgießen 324
4.3.1 Das Spritzgießverfahren 325
4.3.2 Bauformen von Spritzgießmaschinen 330
4.3.3 Allgemeine Hinweise zum Spritzgießen 335
4.3.4 Spritzgießsonderverfahren 356
4.3.5 Spritzgieß- Blasformen 366
4.4 Formwerkzeuge 367
4.4.1 Allgemeines zum Formenbau 367
4.4.2 Spritzgießwerkzeuge und Angussarten 368
4.4.3 Normalien für Werkzeuge11 374
4.5 Reinigen von Schnecken und Zylindern 376
4.6 Schäumen 376
4.6.1 Schäumprinzipien 376
4.6.2 Herstellung von Partikelschaum 378
4.6.3 In Mould Skinning 378
4.7 Gießen 378
4.8 Polyurethan(PUR)-Verarbeitungstechnik 379
4.8.1 Allgemeine Grundlagen 379
4.8.2 Die Verfahrensschritte 381
4.9 Pressen 389
4.9.1 Schichtpressen 390
4.9.2 Strangpressen 392
4.9.3 Spritzpressen (Transferpressen) 392
4.10 Verarbeitung zu Hochleistungsverbundkunststoffen 393
4.10.1 Herstellung von Thermoplastprepregs 394
4.10.2 Herstellung von Duroplastprepregs 395
4.10.3 Drucklose Verarbeitungsverfahren, Low Pressure 396
Laminat (LPL) 396
4.10.4 Niederdruck-Verfahren 397
4.10.5 Hochdruckverfahren (RTM, SRIM) 399
4.10.6 Wickeln 400
4.10.7 Faser-Ablegeverfahren 402
4.10.8 Zieh- oder Pultrusionsverfahren 402
4.11 Additive Fertigungsverfahren 403
4.11.1 Stereolithographie (STL) 403
4.11.2 Selective Laser Sintern (SLS) 404
4.11.3 Fused Deposition Modeling ( FDM) 406
4.11.4 Layer Laminate Manufacturing (LLM, LOM) 406
4.11.5 Rapid Tooling (RT) 407
4.12 Umformen 408
4.12.1 Biegeformen 409
4.12.2 Ziehformen 410
4.12.3 Streckformen 411
4.13 Fügen 413
4.13.1 Schweißen 413
4.13.2 Kleben von Kunststoffen 426
4.13.3 Schrauben, Nieten, Schnappen 428
4.14 Oberflächenbehandlungen 428
4.14.1 Vorbehandlung der Oberflächen 428
4.14.2 Polieren 431
4.14.3 Lackieren 431
4.14.4 Beschichten 432
4.14.5 Bedrucken, Beschriften und Dekorieren 433
4.14.6 Prägen, Heißprägen 434
4.14.7 Beflocken 435
4.14.8 Metallisieren von Folien 435
4.14.9 SiOx- Beschichtung von Folien 436
4.14.10 Metallisieren 436
4.14.11 Einreiben 437
4.14.12 Fluorierung, Gasphasenfluorierung 437
4.14.13 Plasmaverfahren ( Chemical Vapor Deposition, CVD) 437
4.14.14 Thermisches Spritzen 438
4.15 Sonstige Bearbeitungsverfahren 438
4.15.1 Spanabhebende Bearbeitung 438
4.15.2 Trennen, Abtragen 441
4.15.3 Strahlenvernetzung 442
4.15.4 Wärmebehandlung 443
4.15.5 Abbau elektrostatischer Aufladungen 443
5 Werkstoff- und verarbeitungsgerechte Konstruktion 445
5.1 Systematisches Konstruieren von Produkten aus Kunststoff 447
5.1.1 Anforderungslisten, Pflichtenheft und Lastenheft 449
5.1.2 Konstruktionskataloge 450
5.2 Werkstoffauswahl 450
5.3 Fertigungsgerechtes Konstruieren 451
5.3.1 Auswahl des Fertigungsverfahrens 451
5.3.2 Fertigungsgerechtes Gestalten 451
5.3.3 Der Einfluss der Fertigung auf die Bauteileigenschaften 455
5.3.4 Prozesssimulation als Werkzeug des 457
fertigungsgerechten Konstruierens 457
5.4 Werkstoffgerechtes Konstruieren 459
5.4.1 Dimensionierungsrechnung 459
5.4.2 Dimensionierungskennwerte 460
5.4.3 Konventionelle Dimensionierungsrechnung 463
5.4.4 Empirisch gestützte Dimensionierungsrechnung 464
5.4.5 Anwendung der Methode der Finiten Elemente 464
zur mechanischen Analyse 464
5.4.6 Bauteilversuche an Prototypen oder Modellen 467
5.5 Funktionselemente 469
5.5.1 Filmscharniere 470
5.5.2 Schnappverbindungen 471
5.5.3 Schraubverbindungen 473
5.5.4 Nieten 475
5.5.5 Schweißverbindungen 475
5.5.6 Pressverbindungen 475
5.6 Software 476
5.6.1 Datenbanken 476
5.6.2 Software für Konstruktion und Simulation 476
6 Beschreibung der Kunststoffe 479
6.1 Allgemeine Hinweise 483
6.2 Polyolefine (PO), Polyolefinderivate und - copolymerisate 484
6.2.1 Polyethylen-Standard-Homo- und- Copolymere 484
(PE- LD, PE-HD, PE-HD-HMW, PE-HD-UHMW und PE-LLD) 484
6.2.2 Polyethylen- Derivate (PE-X, PE+PSAC) 495
6.2.3 Chloriertes und chlorsulfoniertes PE (PE- C, CSM) 496
6.2.4 Ethylen-Copolymere ( PE-ULD, EVAC, EVAL, EEAK, EB, 497
EBA, EMA, EAA, E/P, EIM, COC, ECB, ETFE) 497
6.2.5 Polypropylen-Homopolymerisate (PP, PP-H) 508
6.2.6 Polypropylen-Copolymerisate und -Derivate, Blends 514
(PP- C, PP-B, EPDM, PP+EPDM) 514
6.2.7 Polypropylen, Sondertypen 516
6.2.8 Polybutene (PB, PIB) 517
6.2.9 Höhere Poly-( 520
Olefine) (PMP, PDCPD) 520
6.3 Styrolpolymere 522
6.3.1 Polystyrol, Homopolymerisate (PS, PMS) 522
6.3.2 Polystyrol, Copolymerisate, Blends 522
6.3.3 Polystyrol-Schaumstoff (PS- E, XPS) 527
6.4 Vinylpolymere 530
6.4.1 Polyvinylchlorid hart, Homopolymerisate (PVC-U) 530
6.4.2 Polyvinylchlorid weich (PVC-P) 534
6.4.3 Polyvinylchlorid: Copolymerisate und Blends 541
6.4.4 Polyvinylchlorid: Pasten, Plastisole, Organosole, 542
Schäume 542
6.4.5 Vinylpolymere, weitere Homo- und Copolymerisate 544
(PVDC, PVAC, PVAL, PVME, PVFM, PVB, PVK, PVP) 544
6.5 Fluorpolymere 545
6.5.1 Fluor-Homopolymere (PTFE, PVDF, PVF, PCTFE) 545
6.5.2 Fluor-Copolymerisate und -Elastomere (ECTFE, ETFE, 551
FEP, TFEP, PFA, AF, PTFEAF, TFEHFPVDF (THV bzw. 551
TFB), [FKM, FPM, FFKM]) 551
6.6 Polyacryl- und Methacrylpolymere 554
6.6.1 Polyacrylate, Homo- und Copolymerisate (PAA, PAN, 554
PMA, PBA, ANBA, ANMA) 554
6.6.2 Polymethacrylate, Homo- und Copolymerisate 555
(PMMA, AMMA, MABS, MBS) 555
6.6.3 Polymethacrylate, Modifizierungen und Blends (PMMI, 559
PMMA-HI, MMA-EML-Copolymer, PMMA+ABS) 559
6.7 Polyoxymethylen (Polyacetalharz, Polyformaldehyd) ( POM) 561
6.7.1 Polyoxymethylen-Homo- und Copolymerisate (POM-H, 561
POM-Cop.) 561
6.7.2 Polyoxymethylen, Modifizierungen und Blends 564
(POM+PUR) 564
6.8 Polyamide (PA) 564
6.8.1 Polyamide, Homopolymerisate 564

6.8.2 Modifikationen 570
6.8.3 Polyamide, Copolymerisate (PA 66/6, PA 6/12, 572
PA 66/6/610 Blends (PA+: ABS, EPDM, EVA, PPS, PPE, 572
Kautschuk) 572
6.8.4 Polyamide, Spezialpolymere (PA NDT/INDT (PA 6-3-T), 573
PAPACM 12, PA 6-I, PA MXD6 (PARA), PA 6-T, PA 9- T, 573
PA PDA- T, PA 6-6-T, PA 6-G und 12-G, TPA-EE) 573
6.8.5 Gusspolyamide ( PA 6-G, PA 12-G) 576
6.8.6 Polyamid für Reaktionsguss (PA-RIM) 576
6.8.7 Aromatische Polyamide, Aramide (PMPI, PPTA) 576
6.9 Aromatische (gesättigte) Polyester 577
6.9.1 Polycarbonat (PC) 577
6.9.2 Polyester der Terephthalsäure, Blends, Blockcopolymere 583
6.9.3 Polyester aromatischer Diole und Carbonsäuren (PAR, 589
PBN, PEN) 589
6.10 Aromatische Polysulfide und -Polysulfone ( PPS, PSU, PES, PPSU, PSU+ ABS) 592
6.10.1 592
Polyphenylensulfid 592
(PPS) 592
6.10.2 Polyarylsulfone ( PSU, PSU+ABS, PES, PPSU) 595
6.11 Aromatische Polyether, Polyphenylenether und Blends ( PPE) 597
6.11.1 Polyphenylenether (PPE) 597
6.11.2 Polyphenylenether-Blends 598
6.12 Aliphatische Polyester (Polyglykole) ( PEOX, PPOX, PTHF) 600
6.13 Poly(aryl)etherketone (aromatische Polyetherketone) ( PAEK, PAE, PEK, PEEK, PEEEK, PEKK, PEEKK, PEEKEK, PEKEEK, PAEK+ PEI) 600
6.14 Aromatische Polyimide (PI) 602
6.14.1 Duroplastische Polyimide (PI, PBMI, PBI, PBO 603
und weitere) 603
6.14.2 Thermoplastische Polyimide ( PAI, PEI, PISO, PMI, 610
PMMI, PESI, PARI) 610
6.15 Selbstverstärkende teilkristalline Polymere (LCP) 613
6.15.1 Chemischer Aufbau 613
6.15.2 Verarbeitung 614
6.15.3 Eigenschaften 614
6.15.4 Einsatzgebiete 615
6.16 Leiterpolymere: Zweidimensionale Polyaromaten und - heterocyclen 617
6.17 Polyurethane (PUR) 619
6.17.1 Allgemeine Grundlagen 619
6.17.2 Rohstoffe, Hilfsstoffe 624
6.17.3 PUR-Kunststoffe 628
6.18 Natürlich vorkommende Polymere und Derivate 637
6.18.1 Cellulose- und Stärke-Derivate CA, CTA, CP, CAP, CAB,637
CN, EC, MC, CMC, CH, VF, PSAC 637
6.18.2 Casein- Kunststoffe, Casein-Formaldehyd, Kunsthorn 645
(CS, CSF) 645
6.18.3 Polylactid, Polymilchsäure (PLA) 645
6.18.4 Naturharze 645
6.19 Sonstige Polymere 645
6.19.1 Fotoabbaubare, biologisch abbaubare und 645
wasserlösliche Kunststoffe* 645
6.19.2 Elektrisch leitfähige/luminiszierende Polymere 647
6.19.3 Aliphatisches Polyketon (PK) 651
6.19.4 Polymerkeramik, Polysilicaoxoaluminat ( PSIOA) 653
6.20 Thermoplastische Elastomere (TPE) 654
6.20.1 Physikalischer Aufbau 655
6.20.2 Chemischer Aufbau, Eigenschaften, Einsatzgebiete 655
6.21 Duroplaste, härtbare Formmassen, Prepregs Formaldehyd- Pressmassen ( PF, RF, CF, XF, FF, MF, UF, MUF, MUPF) weitere Massen, Prepregs ( UP, VE ( PHA), EP, PDAP, SI) 660
6.21.1 Chemischer Aufbau 660
6.21.2 Verarbeitung, Lieferformen 666
6.21.3 Eigenschaften 669
6.21.4 Einsatzgebiete 676
6.22 Härtbare Gieß- und Laminierharze 680
6.22.1 Phenoplaste (PF, CF, RF, XF) 681
6.22.2 Aminoplaste (UF, MF) 682
6.22.3 Furanharz (FF) 682
6.22.4 Ungesättigte Polyester-Harze (UP) 683
6.22.5 Vinylester-Harze (VE) Phenacrylat-Harze 686
6.22.6 Epoxid-Harze (EP) 686
6.22.7 Dicyclopentadien-Harz (DCPD) 688
6.22.8 Diallylphthalat-Harze (PDAP) 688
6.22.9 Kohlenwasserstoff- Harze (KWH) 688
6.23 Kautschuke 688
6.23.1 Generelle Beschreibung 688
6.23.2 Allgemeine Eigenschaften 690
6.23.3 R-Kautschuke (NR, IR, BR, CR, SBR, NBR, NCR, IIR, 691
PNR, SIR, TOR, HNBR) 691
6.23.4 M-Kautschuke (EPM, EPDM, AECM, EAM, CSM, CM, 696
ACM, ABR, ANM, FKM, FPM, FFKM) 696
6.23.5 O-Kautschuke (CO, ECO, ETER, PO) 698
6.23.6 Q-(Silikon)-Kautschuke (MQ, MPQ, MVQ, PVMQ, MFQ, 699
MVFQ) 699
6.23.7 T-Kautschuke (TM, ET, TCF) 701
6.23.8 U-Kautschuke (AFMU, EU, AU) 701
6.23.9 Polyphosphazene (PNF, FZ, PZ) 702
6.23.10 Weitere Kautschuke 702
6.24 Klebstoffe, andere Bindemittel 703
6.24.1 Klebstoffe 703
6.24.2 Leime 704
6.24.3 Kleister 704
6.24.4 Chemisch abbindende Reaktionsklebstoffe 704
6.24.5 Papierleime und Textilappreturen 707
6.24.6 Hochtemperatur-Klebstoffe 707
6.25 Lacke 708
6.25.1 Generelle Beschreibung 708
6.25.2 Lackharze (Bindemittel) 709
6.26 Trends 710
7 Hilfs- und Zusatzstoffe 713
7 Additive, Füllstoffe und Fasern 715
7.1 Additive 715
7.1.1 Gleitmittel, Antiblockmittel, Trennmittel 715
7.1.2 Stabilisatoren 716
7.1.3 Antistatika 718
7.1.4 Flammschutzmittel 719
7.1.5 Farbmittel* 721
7.1.6 Additive für die Laserbeschriftung 725
7.1.7 Flexibilisatoren und Weichmacher 725
7.1.8 Haftvermittler 725
7.1.9 Treibmittel und Kicker 726
7.1.10 Nukleierungsmittel 728
7.1.11 Antibakterielle Mittel, Fungizide 728
7.2 Füllstoffe 730
7.2.1 Anorganische Füllstoffe 731
7.2.2 Nanofüllstoffe 737
7.3 Fasern 740
7.3.1 Verstärkungsfasern 741
7.3.2 Fasern, Fäden, Borsten, Bänder 756
8 Kunststoffe im Vergleich 763
8.1 Allgemeine Hinweise 765
8.2 Verarbeitungstechnische Kennwerte und Toleranzen 765
8.3 Übersicht über mechanische, thermische und allgemeine elektrische Eigenschaften 766
8.3.1 Temperatur- und Zeitabhängigkeit 767
8.4 Thermisches Verhalten 767
8.4.1 Verbrennungswärme 767
8.5 Elektrisches Verhalten 767
8.5.1 Isolationsverhalten 767
8.5.2 Elektrostatisches Verhalten 768
8.6 Optisches Verhalten 768
8.7 Verhalten gegen Umwelteinflüsse 768
8.7.1 Wasser, Feuchtigkeit 768
8.7.2 Chemikalienbeständigkeit 768
8.7.3 Spannungsrissbildung 768
8.7.4 Atmosphärische Einflüsse 768
8.7.5 Energiereiche Strahlung 769
8.7.6 Beständigkeit gegen Organismen 769
8.7.7 Migration und Permeation 769
8.7.8 Brandverhalten 769
8.7.9 Verschleiß- und Gleitverhalten 769
8.8 Erkennen von Kunststoffen 770
8.9 Übersichtstafeln 771
A Normung und Gütesicherung 833
A.1 Kunststoff-Normung, national und 835
A.1.1 Gegenüberstellung von DIN-, ISO- und 837
ASTM-Prüfmethoden 837
A.2 Fachbereiche der Kunststoff-Normung 840
A.2.1 Kennbuchstaben und Kurzzeichen 840
A.2.2 Stoff-Normen für thermoplastische Formmassen 841
A.2.3 Stoff-Normen für Reaktionsharze und Duroplast- 843
Formmassen 843
A.2.4 Halbzeuge und Fertigerzeugnisse 844
A.2.5 Normen und Vorschriften zum Schweißen und Kleben 844
A.3 Güte-Sicherung und 849
- 849
A.4 Kunststofferzeugnisse 852
bauaufsichtlichen 852
Verfahren 852
A.5 Zertifizierung 853
B Literatur 855
B.1 Fachzeitschriften (Stand 2007) 857
B.1.1 Deutschsprachige Kunststoff- Fachzeitschriften 857
B.1.2 Einige fremdsprachige Zeitschriften mit 858
Berichterstattung 858
B.2 Fachbücher 859
deutscher Sprache 859
B.2.1 Handbücher, größere Sammelwerke 859
B.2.2 Lehrbücher und Nachschlagewerke 860
B.2.3 Fach-Lexika, Tabellenbücher 863
B.2.4 Normen und Richtlinien 863
B.2.5 Fach-Wörterbücher 863
B.2.6 Adressbücher 864
B.3 Verlage 864
C Fachinstitute, Bildungseinrichtungen, Verbände 865
C.1 Der Wissenschaftliche Arbeitskreis 867
Kunststofftechnik – WAK 867
C.2 Fachhochschulen mit Studienrichtung Kunststofftechnik 871
C.3 Fachhochschulen mit Lehrangebot 872
Bereich 872
der Kunststofftechnik 872
C.4 Weitere Einrichtungen für Forschung und Entwicklung, Prüfung und Weiterbildung 875
C.5 Fachverbände, Fachorganisationen 878
C.6 Normungsgremien 883
D Handelsnamen für Kunststoffe als Rohstoff und Halbzeug 885
D.1 Vorbemerkung 887
D.2 Einteilung des Verzeichnisses 887
D.3 Lieferform 888
D.4 Handelsnamen* 888
E Bezugsquellen 957
Gruppe 1: Chemikalien, Hilfs- und Rohstoffe 957
Gruppe 3: Kunststoff-Verarbeitung, ( Dienstleistung), Lohnverarb. 966
Gruppe 4: Kunststoff-Halbzeug 968
Gruppe 5: Kunststoff-Fertigerzeugnisse 969
Gruppe 6: Maschinen, Geräte, Werkzeuge und Zubehör für die Kunststoff- Verarbeitung ( MSR, DV) 970
Gruppe 7: Analysen, Mess-/Prüftechnik, 977
einschl. Zubehör 977
Gruppe 8: 979
Hilfsmittel für die Kunststoff-Verarbeitung 979
F Sachwort-Register 981

2 Aufbau der Kunststoffe (S. 15-16)

2.1 Strukturbeschreibung der Kunststoffe

Die Eigenschaften von Stoffen lassen sich aus ihrer Struktur erklären. Kunststoffe besitzen die größte Strukturvielfalt aller vom Menschen genutzten Werk- und Funktionsstoffe. Für synthetische oder durch stoffliche Abwandlung hergestellte Kunststoffe gelten die gleichen Strukturierungsprinzipien wie für Biomakromoleküle (z. B. Eiweiße, Kohlehydrate), die infolge ihrer vielfältigen Strukturvariationen zur Basis des Lebens wurden. Zur fachlichen Orientierung im Kunststoff- und Kautschukgebiet und zur Eigenschaftsbewertung sind Elementarkenntnisse der Polymerstruktur sehr hilfreich. Daher soll dieser Problemkreis nachfolgend in möglichst einfacher und kurzgefasster Weise dargestellt werden, ohne dabei immer Anspruch auf Vollständigkeit und akademische Akkuratesse erheben zu wollen. In weiteren Kapiteln (z. B. Kapitel 6) werden diese Ausführungen durch die Angabe detaillierter Struktur-Eigenschafts-Zusammenhänge ergänzt und die Aussagen angewendet.

2.1.1 Chemische Struktur (Konstitution und Konfiguration der Makromoleküle)Organische Makromoleküle bestehen aus vielen sich wiederholenden Grundbausteinen (konstitutive Repetiereinheiten). Sie werden durch verschiedene Bildungsreaktionen aus niedermolekularen Ausgangsstoffen (Monomere) synthetisiert.

Durch die chemische Bindung vieler Monomere in ein Molekül entsteht das Polymer (Makromolekül). Als Art der chemischen Bindung (Hauptvalenzbindung) ist die kovalente Elektronenpaarbindung (homöopolare Bindung, Atombindung) dominierend. Die Metallbindung kommt nicht vor und die Ionenbindung nur in sehr seltenen Fällen als partielle chemische Bindung. Ionische Polymere sind Polyelektrolyte, falls die Ionenkonzentration wasserlösliche Polymere bedingt. Sie werden Ionomere genannt, wenn die geringen Konzentrationen an ionisch dissoziierten Bindungen zu wasserunlöslichen Polymeren führt. Am atomaren Aufbau sind hauptsächlich die Nichtmetallelemente Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) beteiligt. Relativ häufig treten noch Stickstoff (N), Chlor (Cl), Fluor (F) und Schwefel (S) auf (Heteroatome). Sog. halborganische Polymere enthalten die Halbmetallelemente Silizium (Si), als Silikone oder Polysiloxane bezeichnet, und Bor (B). Andere Elementarzusammensetzungen sollen wegen ihrer sehr speziellen Bedeutung nicht beachtet werden. Bereits die bisher besprochenen Strukturmerkmale erlauben folgende Rückschlüsse auf das Eigenschaftsbild reiner organischer Polymere:

- geringe elektrische Leitfähigkeit (elektrische Isolatoren),
- geringe Wärmeleitfähigkeit (thermische Isolatoren),
- spezifisch leichte Werkstoffe (Dichte 0,8 bis 2,2 g/cm3),
- begrenzte thermische Beständigkeit, da Aufspaltung der Elektronenpaarbindung
irreversibel ist.

Art und Funktionalität (Bindigkeit) der monomeren Ausgangsstoffe bestimmen die kovalente Grundstruktur von Kunststoffen (siehe Bild 2.1).