Chapter II

Question 1

Wo findet man Kunstoffe bei der Einteilung von Kunststoffen

Answer 1

• Nichtmetalle
• Sythetisch
• organisch

Andere für Verbund-, Hybridwerstoffe, und Werkstoffverbunde

Question 2

Modifizierte natürliche Polymere

Answer 2

Von natürlichem Polymer - > zu Kunstoff
Zellulose - > Zelloid
Zellulose - > Viskosefasern
Naturkautschuk - > Gummi
(durch Vulkanisation)

Question 3

Vollsythetische Polymere

- 3 Verfahren zur Herstellung

Answer 3

Alle 3 unter dem Begriff “Polymerisation” zusammengefasst (also 2 Bedeutungen)

1. Polymerisation
2. Polykondensation
3. Polyaddition

Question 4

Vollsythetische Polymere
- Polymerisate
+ Bsp.

Answer 4

Durch Aufspaltung von reaktionsfähigen Doppelbindung
-werden durch eine Kettenreaktion abgesättigt

Standardkunststoffe:
Polyethylen (PE, Ethylen: C2H4), PP, PS, PVC

Technische KS:
PMMA, POM, PTFE

Question 5

Vollsythetische Polymere

- Polykondensation

Answer 5

schrittweiser Aufbau der Moleküle durch Reaktion der Endgruppen (funktionelle Gruppen) von Monomeren bzw Oligomeren
-> endotherme Stufenreaktion unter Abspaltung niedermolekularer Verbindungen (Wasser, (Alkohol))

Technische TP: PA, PET, PBT
Duroplaste: Phenolharz (PF), Harnstoffharze (UF), Melaminharze (MF)

Question 6

Molekulare Strukturtypen / Ordnungszustände
Thermoplast
- amorph
- teilkristallin

Answer 6

• Amorph - Unvernetzt
• verschlauft/ verhakte Moleküle
• keine kovalente sonder ausschließlich physikalische Bindung zwischen Makromolekülen
  (PC, PVC, PMMA, PS)
• Teilkristallin - Unvernetzt
• kristalline Bereiche durch gleichmäßig parallelgelagerte Molekülabschnitte
• dazwischen amorph
  (PE, PET, PP, PA)

Question 7

Molekulare Strukturtypen / Ordnungszustände
Vernetzte Zustände
- Elastomere
- Duromere

Answer 7

• Moleküle kovalente untereinander gebunden
• Amorphes Netzwerk
• zusätzlich physikalische Bindungskräfte, die bei Erwärmung erweichen
• KEIN plastischer verformbarer Zustand erreichbar
• Elastomer
• chem. weitmaschiges Netzwerk
• ca. 1 Vernetzung/ 1000 Hauptkettenatome
  Bsp. Naturkautschuk (NR), Butadienkautschuk (BK),
  Chloropren-Kautschuk (CR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), etc.

Duromer
- chem. engmaschiges Netzwerk
- bis 1 Vernetzung/ 20 Hauptkettenmoleküle
Bsp. Phenolharz (PF), Melaminharz (MF), Ungesättigtes Polyesterharz (UP), Epoxidharz (EP)

Question 8

Molekulare Strukturtypen / Ordnungszustände

- flüssig- kristalline Zustände - Mesophasen

Answer 8

• “liquid crystalline phases” (LCs)
  bzw. “liquid crystal polymers” (LCPs)
• ein- oder zweidimensionale Fernordnung in Lösung (lyotrop) oder Schmelze (thermotrop)
• > Orientierungdfernordnung: eigener Aggregatzustand zwischen flüssig und kristallinem zustand
• Mesogene Gruppen sind in Haupt- & Nebenketten eingebaut
  -> Stäbchenförmige Moleküle, die wenig / kaum flexible sind und keine kovalente Bindung aufweisen
  Bsp. Aramid (aromatische Polyamid) zB Kevlar, aromatische Polyester, zB. Vectra

Question 9

Verwendungszweck und Lieferformrn von Kunststoffen

10

Answer 9

• Press-, Spritz-, Extrusionsmassen (Granulat, Pulver)
• Halbzeuge (Platten, Rohre, Profile, Prepreg)
• Elastomere (Kautschuk, Gummi)
• Folien
• Fasern
• Schaumstoffe
• Klebstoffe (Lösungen, reaktive Mischungen, Filme)
• Lacke (Lösungen, Emulsionen, Suspension)
• Sonderkunststoffe (Funktionswerkstoffe, Membrane)
• Hilfsstoffe (Dispersion und Lösungen, Veredelung von Textil, Papier, etc.)

Question 10

Einteilung von Kunstoffe nach Eigenschaftskategorie und Preis

Answer 10

• Standardkunststoffe (commodity plastics)
  In großen Mengen erzeugt & verarbeitet
  PE, PP, PVC, PS
  0,5 - 1 €/kg
• Technische Kunststoffe (engineering plastics)
  Höheres mech., therm. und el. Eigenschaftsniveau (bessere Leitfähigkeit und Schlagzähigkeit)
  Verwendung meist in technischen Anwendungen
  PA, PC, PMMA, PET, PBT, ABS
  3 - 10€/kg
• Spezialkunststoffe (speciality plastics)
  HTthermoplaste, Polymerlegierungen, Verbundwerkstoffe, Funktiinspolymere
  PPS, PEEK, PSU, LCP
  10 - 100€ /kg

Question 11

Charakteristische Eigenschaftsmerkmale der KS

9

Answer 11

• Breit einstellbare Spektrum der Eigenschaften (Werkstoffe nach Maß)
• Vergleich zu Stahl: Festigkeit eine Größenordnung niedriger, Steifigkeit 2 Größenordungen niedriger
• Vergleichsweise hohes spezifisches (gewichtsbezogenes) mechanisches Eigenschaftsniveau (Grund: Geringe Dichte des KS)
• Hohes mech. Dämpfungsvermögen
  Z. B. Schalldämmer (Zahnräder, Antidröhnbelag), Schwingungsdämpfer (Blattfeder, Motoraufhängung)
• Geringe Wärmeleitfähigkeit (Faktor 10^2 - 10^3 vgl. Metall)
• Hoher Durchgangswiderstabd (El. Isolator) (Faktor > 10^15 vgl. Metall)
• aus gezeichnete optische Eigenschaften (Transparenz, Einfärbbarkeit, etc.)
• Möglichkeiten des Schäumens (Weich-, Hart-, Strukturschaum)
• chem. Beständigkeit, Korrosionsbeständigkeit (vgl. mit Metallen)