Modifikation des Werkstoffs und der Werkstoffeigenschaften

Question 1

Zweck der Zuschlagstoffe

Answer 1

Um die Farbe oder mechanischen Eigenschaften zu verändern

Question 2

Beispiele Zuschlagstoffe

Answer 2

-Farbittel (Organisch)
-Funktionsadditive (Antioxidantien)
.Füll/Verstärkungsstoffe (Holzmehl/ Glasfaser)
-Modifizierung (Polymerblends)

Question 3

Füll und Verstärungsstoffe Definition

Answer 3

sind oft anorganische Stoffe, um die mech. Festigkeit zu erhöhen und den kunststoff durch ein günstigeres Material zu ersetzen, ohne dabeu eine verschlechterung der produkteigenschaften hervorzurufen

Question 4

Anti Block Effekt def.

Answer 4

Aneinanderhaften von 2 Folienlagen wird verhindert bzw. verringert

Question 5

Vorteile Fasern

Answer 5

-geringe spez. gewicht
-einstellbare Steifigkeit
-hohe flexibilität in der formgebung
-gute Chemikalienbeständigkeit
- gute Dämpfungseigenschaften
-hohe schwing und dauerfestigkeit

Question 6

werkstoff fasern bsp

Answer 6

glas, kohlenstoff, Aramid

Question 7

Beziehung Fasern und Kunststoffmatrix

Answer 7

Fasern und matrix gehen eine verbindung ein. Durch adhäsion und kohäsion zwischen matrix und fasern erfolgt die lastübertragung von matrix auf faser, die einen großteil der aufgebrachten last trägt. die matrix schützt die fasern vor umwelteinflüssen

Question 8

Additive (Klasse von Zuschlagstoffen) def.

Answer 8

• geringer Anteil (1-5%) zum polymer
• Stabilisator, Antistatika, Gleit, Antiblockmikttel, farbmittel

Question 9

MAsterbatch deg

Answer 9

Zuschlagstoffe in granularer form, die das wirksame additiv in hoher konzentration enthalten (80%)

Question 10

Kategoerien Masterbatch

Answer 10

-Farb Masterbatches, um Kunststoff neu einzufärben
-funktionale masterbatches, die für eine best. eigenschaft sorgen
- Kombi Masterbatches, die sowohl farbpigmente als auch funktionalle additive enthalten

Question 11

funktionaler masterbatch (stabilisator) zweck

Answer 11

um die wärme, UV und feuchtigkeitsbeständigkeiteines kunststoffes zu erhöhen

Question 12

funktionaler masterbatch (Antistatika) zweck

Answer 12

um den elektr. oberflächenwiderstand von kunststoffen zu verringern und elektrostatische ladungen schneller abzuleiten

Question 13

funktionaler masterbatch (Gleitmittel) zweck

Answer 13

-besondere rolle bei der weiterverarbeitung von folien
- Reibungskoeff. kann durch kombinierte zugabe von yntiblock und gleitmitteln eingestellt werden
Gleitmittel migrieren aus der schmelze an die oberfläche, lagern sich dort an und bilden eine gleitschicht

Question 14

funktionaler masterbatch (haftvermittler) zweck

Answer 14

kommen bei mehrschichtfolien zum einsatz. Haftvermittler ermöglichen es die verschiedenen kunststoffe zu kombinieren (coextrudieren)

Question 15

funktionaler masterbatch (Antiblockmittel) zweck

Answer 15

inerte Festkörperpartikel(silikate), die an der oberfläche wirksam werden und die einzelnen Folienlagen auf Abstand halten

Question 16

Vorteil Haftvermittler bei unverträglichen kunststoffen

Answer 16

haftvermittler bildet eine art pufferschicht , welche mit beiden kunststoffen verträglich sind. ohne verwendung dieser haftschicht kommt es zu euner ablösung der unverträglichen schichten voneinander (delamination)

Question 19

Copolymerarten bsp.

Answer 19

-alternierendes polymer (2 monomere abwechselnd aneinandergereiht)
-statistisch aufgebautes polymer (anordnung erfolgt zufällig, d.h statistisch verteilt)
- blockartiges Polymer (besteht polymerkette aus größeren abschnitten aus einer der 2 monomere)
- gepropftes Copolymer( polymer ist aus einem monomer aufgebaut, hat aber seitenketten aus einem zweiten monomer

Question 20

Bsp. Copolymerisation anhand ABS

Answer 20

• beim ABS wird ein spröder Thermoplast mit einem elastomer kombiniert
• während der erstarrung kommt es zu einer phasenseparation, in der sich kleine elastomerinseln bilden
• material wird dadurch zäher und weniger spröde
• rissausbreitung wird dann druch die inseln behindert. Aufgrund des deutlich spröderen verhaltens der thermoplastmatrix erfolgt die rissausbildung an den hasengrenzen entlang, was zusätzliche energie benötigt.
• insgesamt erhöht sich also die energie, die zum versagen nötig ist

Question 21

Polymerblends def

Answer 21

finden dann bedeutung,wenn anforderungen nicht durch ein einziges polymer erfüllt werden können oder die entwicklung eines neuen polymers zeitlich und wirtschaftl. nicht rentabel ist.

Question 22

Aufbaue Polymerblends

Answer 22

kombi durch mischen zweier polymere und deren günstige eigenschaften miteinander

Question 23

Voraussetzung polymerblends

Answer 23

verträglichkeit der materialien, die miteinander vermischt werden sollen

Question 24

aufgabe Koppler bzw. reaktibe blenden

Answer 24

koppler oder das reaktive blenden verändert die unverträglichkeit von polymeren.
Ziel ist es, eine bessere kopplung der phasen in der grenzschicht zu ermöglichen und so die mech. eigenschaften zu verbessern

Question 25

Integralschaum def.

Answer 25

sind bauteile mit geschäumten kern und kompakter oberfläche. - wichtigste Kennwerte sind die Dichte und die Struktur des schaums - verteilung der zellen, größe und form auch vom interesse

Question 26

Am häufigsten durch blends optimierte eigenschaften

Answer 26

Schlag und Kerbschlagzähigkeit

Question 27

vorteile und anwendungsgebiet integralschaum

Answer 27

- geringe dichte und dennoch gute mechan. eigenschaften - anwenungsgebiet: Dämmmaterialien im BAu oder als gewichtsred. verpackunsgmaterialien

Question 28

Voraussetzung Schaumbildung

Answer 28

das ein reaktionsgemisch in der polymerschmelze (Treibittel) vorliegt, das ein gas zur zellbildung und zum zellwachstum freisetzt un so eine schaumstruktur erzeugt

Question 29

chemische treibmittel anwendung vor/nachteile

Answer 29

- werden beim Schäumen von Thermoplasten in form von masterbatches zugegeben - durch therm. initiierte reaktionen setzen due chem. treibmittel gasmoleküle frei, die in der polymerschmelze gelöst werden vorteil: einfache dosierung, einsatzmöglichekit auf standardverarbeitungsmaschinen nachteil: hoher preis, reaktionsrückstände, dichtereduktion ist begrenzt ( ca. 350 kg / m^3)

Question 30

endotherme chem. Treibmittel ablauf

Answer 30

setzen in einer endothermen reaktion gasmoleküle frei

Question 31

exotherm. chem. treibmittel ablauf

Answer 31

spalten durch therm. initiierung gasmoleküle ab und setzen dabei wärme frei, sodass sich die exotherme reaktion selbst aufrecht erhält

Question 32

physikalische treibmittel anwendung

Answer 32

sind gase im überkritischen zustand oder niedrigsiedende flüssigkeiten, die über einen injektor in die thermoplastschmelze eingebracht werden. gase werden verdichtet und verflüssigt. gemisch aus schmelze und gas homogenisiert bis einphasiges gemisch entsteht durch mischelemente auf der schnecke. Ausschalggebend für durchmischung: geometrie der mischelemente, löslichkeit des treibmittels (druck, temperatur) physikalische schäume können dichten von ca 50 kg / m^3 erreichen

Question 33

erklärung nukleierung von schaumzellen

Answer 33

durch einsetzende verdampfung des treibmittels kommt es zur nukleierung der schaumzelle, wobei dir nukleierungsphase ausschalggebend für die anzahl der hohlräume ist. das expandierende treibmittek verdängt die polymerschmelze und bildet eine zellstruktur. die sie entstehdenden schaumzellen werden durch abkühlung des kunststoffs stabilisiert und fixiert

Question 34

vorteil herstellung von integralschaum mit extrusionsverfahren

Answer 34

- verringerte rohstoffeinsatz - eigenschaften, die sich aus der dichtevermidnerung ergeben: niedrigere wärmeleitfähigkeit, gute thermische isolation, verbesserte mechan. und akust. dämpfungseigenschaften sowie die höhere steifigkeit

Question 35

thermoplast schaumspritzgießen abkauf

Answer 35

- schmelze wird mit einem treibfluid beladen, wodurch gezielt eigenschaften des späteren formteils verändern lassen - die schmelze an der werkzeugwand kühlt schneller ab und erstarrt eher als die schmelze im bauteilkern, sodass in den randschichten zellwachstum kaum erfolgt

Question 36

was bedeutet kristallin

Answer 36

periodisch geordnete bereiche

Question 37

werkstoffmodifikationen durch verarbeitunsgprozesse def.

Answer 37

die wesentlichen randbed. die durch die verarbeitung vorgegeben werden, betreffen temperatur, druck und strömungsfeld. im welchem Maß diese größen einfluss auf die eigenschaften haben, hängt von der molekularen struktur des polymers, den füll und zuschlagstoffen und vom verarbeitungsverfahren ab.

Question 38

warum gibt es nur teilkristallin und nicht kristallin bei kunststoffen

Answer 38

aufgrund limitierender faktoren, wie zum beispiel verschlaufungen der molekülketten oder schwankungen im molekulargewicht, wird eine vollst. anordnung period. bereiche verhindert

Question 39

was beschreibt der kristallisationsgrad

Answer 39

verhältnis von kristallinen zu amorphen bereichen

Question 40

taktizität def

Answer 40

anordnung der seietenketten in einem polymer isotaktisch, wenn alle seitenketten in eine richtung zeigen

Question 41

Besonderheit keimbildungsprozess

Answer 41

im keimbildungsprozess entstehen aus der schmelze kleine geordnete bereiche, für die es ab einer krit. größe energetisch günstiger ist zu wachsen, als zu zerfallen

Question 42

wie kann der keimbildungsprozess beschrieben werden und wie ist das verhältnis

Answer 42

durch die freie enthalpie. es gilt : je höher die freie enthalpie, desto größer ist die keimbildungsrate und desto feiner wird bspw. das resultierende gefüge

Question 43

was passiert bei der sphärolitischen überstruktur?

Answer 43

es gliedern sich die polymerketten durch die faltung an den kristallkeim an, wodurch ein lamellenförmiges, radiales wachstum der überstruktur in den schmelzbereich entsteht.

Question 44

was bestimmen keimbildungs und wachstumsprozess?

Answer 44

kristallisationskinetik und damit die zeit, die für die erstarrung einer thermoplastschmelze benötigt wird

Question 45

wann ist die form der kristallisationskeime eher zylindrisch?

Answer 45

wenn polymerketten stark verstreckt und orientiert sind. wenn an die zylindrischen keime wiederum polymerketten durch faltung angleidern, entsteht ein tellerförmiges wachstum (shish kebab)

Question 46

wie entsteht die molekülorientierung

Answer 46

durch das Anleen eines strömungsfelds wird die statistische verteilung der polymerketten aus dem isotropen zusatnd verzerrt und damit die isotropie verletzt

Question 47

was bedeutet es, wenn kunststoffschmelzen relaxieren können?

Answer 47

wenn strömungsfeld abgeschaltet wird, strebt die verteilung der polymerketten wieder den isotropen zustand an. dies geschieht durch das nicht linear viskoelastische verhalten. die relaxionszeit kann durch die temperatur gesteuert werden

Question 48

doppelbrechung def. und verwendung

Answer 48

tritt auf, wenn ein material aufgrund anisotroper eigenschaften unterschiedliche brechungsindize beseitzt. wird häufig verwendet, um den einfluss der orientierung auf mech. größen zu verdeutlichen

Question 49

Faserorientierung bedeutung

Answer 49

unabhängig von matrix und faserwerkstoffen ist bei kurzfaserverstärkten kunststoffen die faserorierntierung. sie hat erheblichen einfluss auf die mechanischen eigenschaften des bauteils. fasern werden oft durch steife zylinder angenähert

Question 50

pvT Verhalten amorph un teilkristallin

Answer 50

amorph: bei einem konst p ist die abhängigkeit des v von T ober und unterhalb der glasübergangstemp. in guter näherung linear teilkristallin: hier reicht nicht eine betraxhtung von v in abhängigkeit von T und p aus, da das v sich ebenfalls von der kristalinen struktur beeinflussen lässt

Question 51

Abkühlrate bei pvT Messungen Vergleich

Answer 51

lagsame Abkühlrate: Keimbildungsrate und Wachstumsgeschwindigkeit dominieren bei hohen temperaturen den erstarrungsprozess

Question 52

was sind die ausschlaggebenden faktoren, das ein kunststoffbauteil versagt?

Answer 52

fertigungsbedingte einflüsse, wie verzug oder eigenspannungen und Alterungsvorgänge.

Question 52

alterungsvorgänge def.

Answer 52

alle mit der zeit zunehmenden, irreversiblen Veränderungen der struktur und eigenschaften der bauteile durch gebrauch und lagerung

Question 52

was ist das problem von relativ geringen Nebenvalenzkräften bezogen auf lebensdauer

Answer 52

relativ geringe nebenvalenzkräfte sind leicht durch mech. belastung trennbar und so geben sie fremdmolekülen die möglichekit sich im werkstoffgefüge anzulagern. diese können die lebensdauer deutlich herabsetzen

Question 53

chemische alterung def

Answer 53

findet eine beeinflussung der hauptvalenzen der makromoleküle statt, spricht man von chemischer alterung. diese alterung umfasst somit alle Vorgänge, die unter veränderung der chemischen zusammensetzung, der molekülstruktur und/oder des molekulargewichts des materials . chemische alterungsvorgänge sind irreversibel

Question 54

wichtigsten chem. alterungsvorgänge

Answer 54

-oxidation -molekulargewichtsabbau -hydrolyse -nachpolymerisation

Question 55

wie werden chem. alterungsvorgänge verursacht?

Answer 55

durch äußere Alterungsursachen, z.b reaktionen mit fremdmolekülen oder allgemein die einwirkung von energie in form von bspw. strahlungsenergie oder thermischer energie

Question 56

wie werden physikalische alterungsvorgänge verursacht

Answer 56

ledigleich durch veränderungen der nebenvalenzen. molekulare kettenstruktur wird nicht beeinflusst oder angegriffen physik. alterungsvorgänge sind alle vorgänge, die unter veränderung des gefüges, des molek. ordnungszustands, der äußeren form oder struktur ablaufen, sofern kein chem. abbau vorliegt können sowhl durch innere als auch duch äußere alterungsursachen bewirkt werden

Question 57

Jedes Kunststoffbauteil steht während der Dauer seines Gebrauchs in direkter Wechselwirkung mit seiner Umwelt, was die Bauteileigenschaften nachhaltig beeinträchtigen kann. Welche Einflüsse können zu einer Alterung des Bauteils führen?

Answer 57

- mech. Belastung - Temperatur - Strahlung - medieneinwirkung

Question 58

Im Spritzgießprozess können sich temperatur- und druckinduzierte Eigenspannungen im Formteil ausbilden. Wie wirkt sich eine Erhöhung des Nachdrucks auf die Höhe der Eigenspannungen im Randbereich des Formteils aus?

Answer 58

kleiner