Kap 3: Physikalische und mechanische Werkstoffeigenschaften

Question 1

Def. Rheologie

Answer 1

Wissenschaft des Verformungs- und Fließverhaltens von Materie

Question 2

Wie liegen Kunststoffe bei der Verarbeitung meisten vor?

Answer 2

Im fließfähigen Zustand

Question 3

Wovon hängt die Fließfähigkeit eines Stoffes ab?

Answer 3

von der Beweglichkeit seiner Molekülsegmente:

-Gestalt

-Temperatur (größter Einfluss)

-Druck

-Schwergeschwindigkeit

• Größe
• wie die einzelen Moleküle verschlauft sind

Question 4

Formel Viskosität

Answer 4

Viskosität = Schubspannung / Schwergeschwindigkeit

Question 5

Beschrifte die Fließkurven für unterschiedliches Fließverhalten + welche ist die relevanteste?

Answer 5

→ strukturviskoses Verhalten ist relevantestes für Kunstostoffschmelzen

Question 6

Beschrifte die Kurven

Answer 6

Question 7

Wie hängt die Viskosität von Temperatur, Druck und Molmasse ab?

Answer 7

• sinkt bei steigender Temperatur (stark abhängig)
• steigt bei steigendem Druck (schwach abhängig)
• steigt bei steigender Molmasse

Question 8

Def. gefüllt Kunststoffe

Answer 8

Kunststoffe die eine Eigenschaftveränderung durch Fullstoffe (Talkum, Kreide, Glasfasern) erlangen

Question 9

Beschrifte die Struktur von Thermoplasten

Answer 9

Question 10

Def. Glasübergangstemperatur

Answer 10

Temperaturbereich, innerhalb dessen Polymere vom flexiblen in spröden Zustand übergehen

Question 11

Beschrifte das p-v-T Diagramm eines amorphen Thermoplasten

Answer 11

Question 12

Beschrifte das p-v-T Diagramm eines teilkristallinen Thermoplasten

Answer 12

Question 13

Über welche Gleichung kann der lineare Bereich im pvT-Diagramm beschrieben werden?

Answer 13

Question 14

Beschrifte die Abbildung. Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur

Answer 14

Question 15

Wärmeleitfähigkeit verschiedener Thermoplasten

Answer 15

Question 16

Wofür stehen die Bezeichnungen dieser Kunststoffe?

HDPE

LDPE

PA 6

PC

PS

PP

Answer 16

HDPE: Polyethylen hoher Dichte

LDPE: Polyethylen niedriger Dichte

PA 6: Polyamid 6

PC: Polycarbonat

PS: Polystyrol

PP: Polypropylen

Question 17

Wärmekapazität von:

Kunstoff:

Eisen

Aluminium

Wasser

Answer 17

Kunststoff 0,4-2,7 kj/kgK

Eisen: 0,45 kj/kgK

Aluminium: 0,9 kj/kgK

Wasser: 4,18 kJ/kgK

Question 18

Temperaturleitfähigkeit einiger Thermoplasten

Answer 18

Question 19

Def. Elastizität und Plastizität

Answer 19

Elastizität: Eigenschaft der reversiblen Verformung

Plastizität: Eigenschaft der irreversiblen Verformung “Fließen”

Question 20

Zeichne eine Spannungs-Dehnungsdiagramm und markiere die beiden signifikanten Bereiche

Answer 20

Question 21

Zeichne das pvT-Diagramm eines amorphen Thermoplasten

Answer 21

Question 22

Zeichne das pvT-Diagramm eines teilkristallinen Thermoplasten

Answer 22

Question 23

Zeichnen Sie die vier Grundarten von Fließkurven und benennen Sie diese

Answer 23

Question 24

Beschrifte den Aufbau einer Universalprüfmaschine

Answer 24

Question 25

Wie lautet die volumetrische Mischungsformel und aus welchen Teilen besteht sie?

Answer 25

Question 26

Bennene die Bereiche der Zugprobe und ergänze die Formeln

Answer 26

Question 27

Für welche Art von Werkstoffen handelt es sich bei a bis d

Answer 27

a: spröde b/c: zäh mit Streckgrenze d: zäh ohne Streckgrenze

Question 28

Zeichne die Spannung Dehnungskurven für spröde (a), zähe mit (b/c) und ohne (d) Streckgrenze vorhandenen Kunststoffe

Answer 28

Question 29

Beschrifte die Spannungs-Dehnungskurven

Answer 29

Question 30

Zeichne für mehrere Werkstoffe die Spannungsdehnungskurven ein unter konstanter Dehngeschwindigkeit und steigender Temperatur

Answer 30

Question 31

Zeichne für mehrere Werkstoffe die Spannungsdehnungskurven ein unter konstanter (was ist das) und steigender Temperatur

Answer 31

Question 32

Adden: Prinzip der Zeit/Temperatur Verschiebung aus AK

Question 33

Wie lautet der modifizierte Arhenius-Ansatz?

Answer 33

Question 34

Bennene die Feder/Dämpfer Modelle

Answer 34

Question 35

Zeichne die Phasenverschiebung in das Diagramm ein

Answer 35

Question 36

Ergänze die Abbildung der Hysteresschleife

Answer 36

Question 37

Ergänze die Abbildung

Answer 37

Question 38

Answer 38

Question 39

Formel techn. und wahre Spannung

Answer 39

O_tech = F/A₀ O_wahr = F/A_N

Question 40

Formel tech. und wahre Dehnung

Answer 40

e_tech = dL/L0 e_wahr = (dL + L0)/L0

Question 41

Ergänze

Answer 41

Question 42

Ergänze

Answer 42

Question 43

Ergänze

Answer 43

Question 44

Welche Modelle dienen zur mathematischen Beschreibung der Relaxation bzw, Retardation

Answer 44

Relaxation → Maxwell Retardation → Voigt-Kelvin

Question 45

Ergänze die Zeichnung des 2 Platten Modells und gib die Formeln der Schubspannung an

Answer 45

Question 46

untere und obere Grenze der Dehnung beim Zugversuch laut DIN EN ISO 527

Answer 46

untere = 0,05% obere = 0,25%

Question 47

Mit welcher Methodik können die Einflüsse der Belastungsgeschwindigkeit und Temperatur auf das mechanische Verhalten von Thermoplasten beschrieben werden?

Answer 47

Zeit-Temperatur-Verschiebung (ZTV)

Question 48

Geben sie die Formel des modifizierten Arrhenius-Ansatztes an und benenne alle Bestandteile

Answer 48

T = gemessene Temperatur in K T_ref = Referenztemperatur t = Belastungszeit t_ref = Referenzbelastungszeit k = werkstoffabhängiger Faktor

Question 49

Welche drei Formen von Versuchen für stoßartige Beansprunchungen gibt es?

Answer 49

- Schnellzereißversuch - Impactversucht - Durchstoßversuch

Question 50

In welche drei Phasen lässt sich die Polymerisation einteilen?

Answer 50

1. Startreaktion 2. Kettenwachstum 3. Abbruchreaktion

Question 51

Beschrifte die Abbildung

Answer 51

Question 52

Answer 52

Question 53

Answer 53

Question 54

Answer 54

Question 55

Answer 55

Question 56

Ablauf radikalische Polymerisation

Answer 56

1. Startreaktion: Radikal bricht Doppelbindung 2. Kettenaufbau: Bildung Makromolekül 3. Abbruchreaktion: Rekombination oder Disproportionierung

Question 57

Answer 57

Question 58

Formel volumetrische Mischungsregel

Answer 58

Question 59

Formel Dichte im linearen Teil des p-v-T-Diagramms

Answer 59

adden

Question 60

Nenne das Prinzip, um Verläufe des E-Moduls auch außerhalb des Versuchraums zu bestimmen und ergänze die Abbildung für T1,T2,T3

Answer 60