Inhaltsverzeichnis

Saechtling Kunststoff Taschenbuch

Herausgegeben von Erwin Baur, Tim A. Osswald, Natalie RudolphMitherausgeber Sigrid Brinkmann, Ernst Schmachtenberg

ISBN (Buch): 978-3-446-43442-4

ISBN (E-Book): 978-3-446-43729-6

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© Carl Hanser Verlag, München

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Vorwort zur 31. Auflage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V

1 Kurzzeichen der Kunststoff-Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.1 Wirtschaftliche Bedeutung der Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.2 Einordnung der Kunststoffe in das Gebiet der Werkstoffe . . . 19

2.3 Aufbau der Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.3.1 Chemische Struktur (Konstitution und

Konfiguration der Makromoleküle) . . . . . . . . . . . . . . 242.3.1.1 Konformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.3.1.2 Konfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.3.1.3 Konstitution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.3.1.4 Kunststoff­Hauptgruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322.3.2 Morphologische Struktur (Konformation und

Aggregation der Makromoleküle) . . . . . . . . . . . . . . . 342.3.2.1 Kunststoffklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.4 Einfluss der Fertigung auf die inneren Eigenschaften . . . . . . 452.4.1 Eigenspannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462.4.2 Molekül­Orientierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472.4.3 Kristallisationsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.5 Stoffliche Modifizierung von Kunststoffen . . . . . . . . . . . . . . . . 512.5.1 Copolymere und Polymermischungen (Blends) . . . 512.5.2 Kunststoffverbunde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3 Eigenschaften und Prüfverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

3.1 Aussagekraft der Kennwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

3.2 Verarbeitungstechnische Kennwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.2.1 Rheologisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.2.1.1 Fließverhalten, Viskosität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.2.1.2 Viskositätsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.2.1.3 Schmelze­Volumenfließrate MVR und

Schmelze­Massenfließrate MFR . . . . . . . . . . . . . . . . . 743.2.2 Erstarrungsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753.2.2.1 Siegelzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753.2.2.2 Schwindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.2.2.3 Verzug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.2.2.4 Toleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.2.2.5 Füllstoff­ Orientierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3.3 Mechanisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.3.1 Kurzzeitverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.3.1.1 Kurzzeit­Zugversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.3.1.2 Kurzzeit­Biegeversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893.3.1.3 Druckversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.3.1.4 Eindruckversuch, Härtemessung . . . . . . . . . . . . . . . . 913.3.2 Verhalten bei Stoß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.3.2.1 Berechnungs­Kennwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.3.2.2 Schlag­, Biege­ und Zugversuche nach CAMPUS . . . 953.3.3 Statisches Langzeitverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973.3.3.1 Zeitstand­Zugversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 973.3.3.2 Zeitstand­Innendruckversuch an Rohren . . . . . . . . . 1023.3.4 Dynamisches Langzeitverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . 1033.3.4.1 Allgemeines zum Dauerschwingversuch . . . . . . . . . 1033.3.4.2 Normen und Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.3.5 Moduln und Querzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.3.6 Dichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3.4 Thermisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103.4.1 Zulässige Gebrauchstemperatur . . . . . . . . . . . . . . . . 1103.4.1.1 Kurzzeitige Temperatureinwirkung . . . . . . . . . . . . . 1113.4.1.2 Langzeitige Temperatureinwirkung . . . . . . . . . . . . . 118

3.4.2 Spezifische Wärmekapazität, Spezifische Enthalpie, Verbrennungswärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

3.4.3 Wärmeleitfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1223.4.4 Wärmeeindringzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1253.4.5 Temperaturleitfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1253.4.6 Wärme­Ausdehnungskoeffizient . . . . . . . . . . . . . . . . 126

3.5 Elektrisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1333.5.1 Isolationsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1353.5.1.1 Durchgangs­Widerstand/Leitfähigkeit . . . . . . . . . . . 1363.5.1.2 Oberflächen­Widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383.5.1.3 Elektromagnetische Abschirmung

(Verträglichkeit EMV, Compatibility EMC) . . . . . . . . 1393.5.2 Festigkeitsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1403.5.2.1 Elektrische Durchschlagfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . 1403.5.2.2 Elektrische Zeitstandfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433.5.2.3 Kriechstromfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1453.5.2.4 Lichtbogen­Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1453.5.2.5 Elektrolytische Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1463.5.3 Dielektrisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1463.5.4 Elektrostatisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1483.5.5 Elektrisch leitfähige Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . 149

3.6 Optisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1513.6.1 Lichtdurchlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1513.6.2 Glanz und Reflexion, Trübung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1523.6.3 Farbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1543.6.3.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1543.6.3.2 Farbmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1543.6.4 Brechungsindex, Doppelbrechung . . . . . . . . . . . . . . . 1563.6.5 Oberflächenstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

3.7 Verhalten gegen Umwelteinflüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1613.7.1 Wasser, Feuchtigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1623.7.2 Chemikalien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1673.7.3 Spannungsrissbeständigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1683.7.4 Atmosphärische Einflüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1703.7.5 Energiereiche Strahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1713.7.6 Beständigkeit gegen Organismen . . . . . . . . . . . . . . . 172

3.7.7 Migration und Permeation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1733.7.7.1 Wasserdampf­Durchlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1743.7.7.2 Gas­Durchlässigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1763.7.7.3 Wasserdampf­Diffusions­Widerstandszahl . . . . . . . . 1803.7.8 Brandverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1803.7.8.1 Brennbarkeit nach UL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1813.7.8.2 Allgemeine Prüfungen zur Brennbarkeit . . . . . . . . . 1813.7.8.3 Elektrosektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1823.7.8.4 Bauwesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1823.7.8.5 Verkehrswesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

3.8 Reibungs­ und Verschleißverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1863.8.1 Reibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1863.8.1.1 Reibungsmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1863.8.1.2 Ruckgleiten, Reibungsschwingung oder

Stick­Slip­Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1883.8.2 Verschleiß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1883.8.3 Probekörper und Prüfsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1903.8.4 Tribologische Eigenschaften von Thermoplasten . . . 191

3.9 Analytische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1973.9.1 Infrarot (IR)­ und Raman­Spektroskopie . . . . . . . . . . 1973.9.2 Kernresonanz­Spektroskopie

(Nuclear Magnetic Resonance: NMR) . . . . . . . . . . . . 1983.9.3 Dynamisch­mechanische Spektroskopie (DMA) . . . 1983.9.4 Dielektrische Spektroskopie (DEA) . . . . . . . . . . . . . . 1993.9.5 Differential­Thermoanalyse (DTA) und

Differential­Kalorimetrie (DSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . 2013.9.6 Thermogravimetrische Analyse (TGA) . . . . . . . . . . . 2033.9.7 Dilatometrie, Thermomechanische Analyse (TMA),

spezifisches Volumen (pvT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2043.9.8 Thermische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit . . . . . 2073.9.9 Lösungs­Viskosimetrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2093.9.10 Chromatographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

3.10 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

4 Kunststoff verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

4.1 Aufbereiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2174.1.1 Mischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2174.1.1.1 Mischer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2204.1.1.2 Schneckenkneter für viskose Stoffe . . . . . . . . . . . . . . 2224.1.1.3 Sonstige Mischer für viskose Stoffe . . . . . . . . . . . . . . 2304.1.2 Granuliervorrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2334.1.3 Mühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2354.1.4 Trockner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2374.1.5 Aufbereiten härtbarer Formmassen . . . . . . . . . . . . . 2394.1.6 Aufbereitung von Recyclingmaterial . . . . . . . . . . . . . 240

4.2 Extrudieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2404.2.1 Extruderbauformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2404.2.1.1 Einschneckenextruder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2414.2.1.2 Nutbuchsenextruder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2444.2.1.3 Schnecken mit Schmelzetrennung,

Barriereschnecke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2454.2.1.4 Entgasungs­Extruder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2464.2.1.5 Kaskaden­ oder Tandem­Extruder . . . . . . . . . . . . . . . 2464.2.1.6 Schnellläufer­Extruder (adiabatische Extruder) . . . . 2474.2.1.7 Planetwalzen­Extruder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2474.2.1.8 Doppelschneckenextruder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2484.2.2 Zusatzeinrichtungen für Extruder . . . . . . . . . . . . . . . 2494.2.3 Extrusions­Werkzeuge und Nachfolgeeinrichtungen 2494.2.3.1 Rohre und symmetrische Hohlprofile . . . . . . . . . . . . 2494.2.3.2 Vollprofile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2504.2.3.3 Hohlkammer­Profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2514.2.3.4 Ummantelungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2514.2.3.5 Tafeln und Flachfolien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2524.2.3.6 Schlauchfolien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2544.2.3.7 Geschäumte Halbzeuge und Profile (TSE) . . . . . . . . 2554.2.3.8 Monofile, Bändchen, Fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2574.2.3.9 Co­ oder Mehrschichtextrudate . . . . . . . . . . . . . . . . . 2584.2.3.10 Mehrschichtiger Bahnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2604.2.3.11 Folienverbunde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2604.2.3.12 Laminate und Beschichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2614.2.4 Kalanderte Folien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

4.2.5 Hohlkörper mit variablem Querschnitt durch Extrusionsblasformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267

4.3 Spritzgießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2694.3.1 Das Spritzgießverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2694.3.2 Bauformen von Spritzgießmaschinen . . . . . . . . . . . . 2764.3.2.1 Schließeinheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2764.3.2.2 Vollelektrische Spritzgießmaschine . . . . . . . . . . . . . 2774.3.2.3 Plastifizieraggregat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2774.3.3 Allgemeine Hinweise zum Spritzgießen . . . . . . . . . . 2804.3.4 Spritzgießsonderverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2844.3.4.1 Spritzprägen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2854.3.4.2 Pulverspritzgießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2854.3.4.3 Mikrospritzgießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2864.3.4.4 Spritzgießen mit mehreren Einspritzeinheiten . . . . 2874.3.4.5 Fluidinjektionstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2914.3.4.6 Schaumspritzießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2934.3.4.7 Spritzgießen mit Einlegeteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2944.3.5 Spritzgießblasformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2964.3.5.1 Streckblasformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

4.4 Formwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2984.4.1 Allgemeines zum Formenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2984.4.2 Spritzgießwerkzeuge und Angussarten . . . . . . . . . . 3004.4.3 Normalien für Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

4.5 Reinigen von Schnecken und Zylindern . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308

4.6 Schäumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3084.6.1 Schäumprinzipien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3094.6.2 Herstellung von Partikelschaum . . . . . . . . . . . . . . . . 3104.6.3 In Mould Skinning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

4.7 Gießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

4.8 Polyurethan(PUR)­Verarbeitungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . 3124.8.1 Allgemeine Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3124.8.2 Die Verfahrensschritte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3144.8.2.1 Nieder­ und Hochdruckmaschinen . . . . . . . . . . . . . . 3154.8.2.2 Spritz­ oder Sprühmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3204.8.2.3 Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3204.8.2.4 Kontinuierliche Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320

4.8.2.5 Diskontinuierliche Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3224.8.2.6 Herstellung faserverstärkter Teile . . . . . . . . . . . . . . . 3244.8.2.7 Reinigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

4.9 Pressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3254.9.1 Schichtpressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3274.9.2 Strangpressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3294.9.3 Spritzpressen (Transferpressen) . . . . . . . . . . . . . . . . 329

4.10 Verarbeitung zu Hochleistungs verbundkunststoffen . . . . . . . 3314.10.1 Herstellung von Thermoplastprepregs . . . . . . . . . . . 3324.10.2 Herstellung von Duroplastprepregs . . . . . . . . . . . . . . 3334.10.3 Drucklose Verarbeitungsverfahren, Low Pressure

Laminat (LPL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3354.10.4 Niederdruck­Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3364.10.5 Hochdruckverfahren (RTM, SRIM) . . . . . . . . . . . . . . 3384.10.6 Wickeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3394.10.7 Ablegeverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3424.10.8 Zieh­ oder Pultrusionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . 343

4.11 Additive Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3444.11.1 Stereolithographie (STL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3454.11.2 Selektives Laser Sintern (SLS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3464.11.3 Fused Deposition Modeling (FDM) . . . . . . . . . . . . . . 3484.11.4 Layer Laminate Manufacturing (LLM, LOM) . . . . . . 3494.11.5 Rapid Tooling (RT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

4.12 Umformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3514.12.1 Biegeformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3524.12.2 Ziehformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3534.12.3 Streckformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

4.13 Fügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3574.13.1 Schweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3574.13.1.1 Heizelementschweißen mit direkter Erwärmung . . 3584.13.1.2 Heizelementschweißen mit indirekter Erwärmung 3614.13.1.3 Warmgasschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3624.13.1.4 Reibschweißen, Ultraschallschweißen . . . . . . . . . . . 3654.13.1.5 Hochfrequenz­Schweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3694.13.1.6 Induktions­Schweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3704.13.1.7 Laserschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371

4.13.2 Kleben von Kunststoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3744.13.2.1 Beispiele für Klebeverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . 3754.13.3 Schrauben, Nieten, Schnappen . . . . . . . . . . . . . . . . . 376

4.14 Oberflächenbehandlungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3774.14.1 Vorbehandlung der Oberflächen . . . . . . . . . . . . . . . . 3774.14.1.1 Nasschemische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3784.14.1.2 Gasphasenbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3784.14.1.3 Flammoxidieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3784.14.1.4 Strahlenbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3794.14.1.5 Coronabehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3794.14.1.6 Plasmabehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3794.14.1.7 Mechanische Vorbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3804.14.2 Polieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3814.14.3 Lackieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3814.14.4 Beschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3824.14.5 Bedrucken, Beschriften und Dekorieren . . . . . . . . . . 3844.14.6 Prägen, Heißprägen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3854.14.7 Beflocken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3864.14.8 Metallisieren von Folien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3874.14.9 SiOx­Beschichtung von Folien . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3884.14.10 Metallisieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3884.14.11 Einreiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3904.14.12 Fluorierung, Gasphasenfluorierung . . . . . . . . . . . . . 3904.14.13 Plasmaverfahren (Chemical Vapor Deposition, CVD) 3904.14.14 Thermisches Spritzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391

4.15 Sonstige Bearbeitungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3924.15.1 Spanabhebende Bearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3924.15.2 Trennen, Abtragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3954.15.3 Strahlenvernetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3964.15.4 Wärmebehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3974.15.5 Abbau elektrostatischer Aufladungen . . . . . . . . . . . . 398

4.16 Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398

5 Werkstoff- und verarbeitungs gerechte Konstruktion . . . . 399

5.1 Systematisches Konstruieren von Produkten aus Kunststoff . 4005.1.1 Anforderungslisten, Pflichtenheft und Lastenheft 4015.1.2 Konstruktionskataloge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403

5.2 Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403

5.3 Fertigungsgerechtes Konstruieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4065.3.1 Auswahl des Fertigungsverfahrens . . . . . . . . . . . . . . 4065.3.2 Fertigungsgerechtes Gestalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4075.3.3 Prozesssimulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409

5.4 Werkstoffgerechtes Konstruieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4125.4.1 Dimensionierungsrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4125.4.2 Dimensionierungskennwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4135.4.3 Konventionelle Dimensionierungsrechnung . . . . . . 4175.4.4 Empirisch gestützte Dimensionierungsrechnung . . 4185.4.5 Struktursimulation mit der Methode der Finiten

Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4185.4.6 Bauteilversuche an Prototypen und Modellen . . . . . 422

5.5 Funktionselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4235.5.1 Filmscharniere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4235.5.2 Schnappverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4245.5.3 Schraubverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4255.5.4 Nieten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4295.5.5 Schweißverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4295.5.6 Pressverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430

6 Beschreibung der Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

6.1 Allgemeine Hinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

6.2 Polyolefine (PO), Polyolefinderivate und ­copolymerisate . . . . 4316.2.1 Polyethylen­Standard­Homo­ und Copolymere

(PE­LD, PE­HD, PE­HD­HMW, PE­HD­UHMW und PE­LLD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432

6.2.1.1 Polymerisation, chemischer Aufbau . . . . . . . . . . . . . 4336.2.1.2 Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4346.2.1.3 Nachbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4376.2.1.4 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4376.2.1.5 Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440

6.2.2 Polyethylen­Derivate (PE­X) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4436.2.3 Chloriertes und chlorsulfoniertes PE (PE­C) . . . . . . . 4456.2.4 Ethylen­Copolymere (PE­ULD, EVAC, EVAL, EEAK,

EB, EBA, EMA, EAA, E/P, EIM, COC, ECB, ETFE) . . 4466.2.4.1 Ultraleichtes Polyethylen (PE­ULD, PE­VLD) . . . . . . 4466.2.4.2 Ethylen­Vinylacetat­Copolymere (EVAC) . . . . . . . . . . 4546.2.4.3 Ethylen/Vinylalkohol­Copolymere (EVAL) . . . . . . . . 4566.2.4.4 Ethylen­Acryl­Copolymerisate (EEAK, EBA, EAA,

EAMA, EMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4576.2.4.5 PE­a­Olefin­Copolymere (PEa­PO­(M)) . . . . . . . . . . . 4576.2.4.6 Cycloolefin­Copolymere (COC, COP) . . . . . . . . . . . . . 4586.2.4.7 Ionomere (EIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4586.2.4.8 Ethylen­Copolymer­Bitumen­Blend (ECB, ECB/TPO) 4606.2.5 Polypropylen­Homopolymerisate (PP, PP­H) . . . . . . . 4606.2.5.1 Chemischer Aufbau, Polymerisation . . . . . . . . . . . . . 4616.2.5.2 Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4626.2.5.3 PP­Schaumstoffe (PP­E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4626.2.5.4 Nachbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4636.2.5.5 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4636.2.5.6 Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4676.2.6 Polypropylen­Copolymerisate und ­Derivate, Blends

(PP­C, PP­B, EPDM, PP+EPDM) . . . . . . . . . . . . . . . . . 4686.2.6.1 Chloriertes PP (PP­C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4686.2.6.2 PP­Copolymere (PP­B) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4686.2.6.3 Ethylen­Propylen­(Dien)­Copolymer (EPDM) . . . . . . 4686.2.6.4 PP+EPDM­Elastomer­Blends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4696.2.6.5 Polypropylen­Blends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4706.2.7 Polypropylen, Sondertypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4716.2.8 Polybutene (PB, PIB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4736.2.8.1 Polybuten­1 (PB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4736.2.8.2 Polyisobuten (PIB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4756.2.9 Höhere Poly­(a­Olefine) (PMP, PDCPD) . . . . . . . . . . . 4776.2.9.1 Poly­4­Methylpenten­1 (PMP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4776.2.9.2 Polydicyclopentadien (PDCPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . 478

6.3 Styrolpolymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4796.3.1 Polystyrol, Homopolymerisate (PS, PMS) . . . . . . . . . 4796.3.1.1 Polystyrol, PS; Poly­p­Methylstyrol (PPMS);

Poly­a­Methylstyrol (PMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479

6.3.2 Polystyrol, Copolymerisate, Blends . . . . . . . . . . . . . 4806.3.2.1 Chemischer Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4806.3.2.2 Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4816.3.2.3 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4826.3.3 Polystyrol­Schaumstoff (PS­E, XPS) . . . . . . . . . . . . . . 490

6.4 Vinylpolymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4926.4.1 Polyvinylchlorid hart, Homopolymerisate (PVC­U) . 4926.4.1.1 Chemischer Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4926.4.1.2 Lieferformen, Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4926.4.1.3 Kennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4956.4.1.4 Eigenschaften und Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . 4966.4.2 Polyvinylchlorid weich (PVC­P) . . . . . . . . . . . . . . . . . 4986.4.2.1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4986.4.2.2 Lieferform, Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5016.4.2.3 Weichmacher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5026.4.2.4 Eigenschaften und Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . 5056.4.3 Polyvinylchlorid: Copolymerisate und Blends . . . . . 5076.4.4 Polyvinylchlorid: Pasten, Plastisole, Organosole,

Schäume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5086.4.4.1 Pasten, Plastisole, Organosole . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5086.4.4.2 Schäume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5096.4.5 Vinylpolymere, weitere Homo­ und Copolymerisate

(PVDC, PVAC, PVAL, PVME, PVFM, PVB, PVK, PVP) 5106.4.5.1 Polyvinylidenchlorid (PVDC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5106.4.5.2 Polyvinylacetat (PVAC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5106.4.5.3 Polyvinylalkohol (PVAL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5116.4.5.4 Polyvinylmethylether (PVME) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5116.4.5.5 Polyvinylbutyral, Polyvinylformal (PVB, PVFM) . . . 5116.4.5.6 Polyvinylcarbazol (PVK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5126.4.5.7 Polyvinylpyrrolidon und Copolymere (PVP) . . . . . . . 512

6.5 Fluorpolymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5136.5.1 Fluor­Homopolymere (PTFE, PVDF, PVF, PCTFE) . . 5136.5.1.1 Polytetrafluorethylen (PTFE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5136.5.1.2 Polyvinylidenfluorid (PVDF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5196.5.1.3 Polyvinylfluorid (PVF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5206.5.1.4 Polychlortrifluorethylen (PCTFE) . . . . . . . . . . . . . . . . 520

6.5.2 Fluor­Copolymerisate und ­Elastomere (ECTFE, ETFE, FEP, TFEP, PFA, AF, PTFEAF, TFEHFPVDF (THV bzw. TFB), [FKM, FPM, FFKM]) 521

6.5.2.1 Ethylen­Chlortrifluorethylen­Copolymer (ECTFE) . . 5216.5.2.2 Ethylen­Tetrafluorethylen­Copolymer (ETFE) . . . . . . 5226.5.2.3 Polyfluorethylenpropylen (FEP); Tetrafluorethylen)­

Hexafluorpropylen­Copolymer (TFEP) . . . . . . . . . . . . 5226.5.2.4 Perfluorpropylvinylether­Copolymer, Perfluoralkoxy

(PFA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5236.5.2.5 PTFE­Copolymer mit AF (PTFEAF) . . . . . . . . . . . . . . 5246.5.2.6 Tetrafluorethylen­Hexafluorpropylen­

Vinylidenfluorid­Terpolymer (TFEHFPVDF (THV bzw. TFB)) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524

6.5.2.7 Weitere Fluor­Copolymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525

6.6 Polyacryl­ und Methacrylpolymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5256.6.1 Polyacrylate, Homo­ und Copolymerisate

(PAA, PAN, PMA, PBA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5256.6.1.1 Polyacrylnitril (PAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5256.6.1.2 Polyacrylate, Spezialprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5256.6.2 Polymethacrylate, Homo­ und Copolymerisate

(PMMA, AMMA, MABS, MBS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5266.6.2.1 Polymethylmethacrylat (PMMA) . . . . . . . . . . . . . . . . 5266.6.2.2 Methylmethacrylat­Copolymerisate (AMMA) . . . . . . 5316.6.2.3 Methylmethacrylat­Acrylnitril­Butadien­Styrol­

Copolymere (MABS); Methacrylat­Butadien­Styrol­ Copolymere (MBS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532

6.6.3 Polymethacrylate, Modifizierungen und Blends (PMMI, PMMA­HI, MMA­EML­Copolymer, PMMA+ABS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532

6.6.3.1 Polymethacrylmethylimid (PMMI) . . . . . . . . . . . . . . 5326.6.3.2 Schlagzähes PMMA (PMMA­HI) . . . . . . . . . . . . . . . . 5336.6.3.3 Methylmethacrylat­exo­Methylenlacton­

Copolymerisat (MMA­EML­Copol., MMAEML) . . . . . 5346.6.3.4 PMMA+ABS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534

6.7 Polyoxymethylen (Polyacetal, Polyformaldehyd) (POM) . . . . . 5346.7.1 Polyoxymethylen­Homo­ und Copolymerisate

(POM­H, POM­Cop.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534

6.7.2 Polyoxymethylen, Modifizierungen und Blends (POM+PUR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546

6.8 Polyamide (PA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5506.8.1 Polyamide, Homopolymerisate

(AB und AA/BB­Polymere); (PA 6, 11, 12, 46, 66, 69, 610, 612 (PA 7, 8, 9, 1313, 613)) 550

6.8.1.1 Chemischer Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5506.8.1.2 Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5546.8.1.3 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5556.8.1.4 Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5566.8.2 Modifikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5596.8.3 Polyamide, Copolymerisate

(PA 66/6, PA 6/12, PA 66/6/610 Blends (PA+: ABS, EPDM, EVA, PPS, PPE, Kautschuk) . . . . 560

6.8.4 Polyamide, Spezialpolymere (PA NDT/INDT (PA 6­3­T), PAPACM 12, PA 6­I, PA MXD6 (PARA), PA 6­T, PA 9­T, PA PDA­T, PA 6­6­T, PA 6­G und 12­G, TPA­EE) . . . . . . . . . . . . . . 561

6.8.5 Polyphthalamid (PPA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5666.8.6 Gusspolyamide (PA 6­G, PA 12­G) . . . . . . . . . . . . . . . . 5676.8.7 Polyamid für Reaktionsgießen (PA­RIM) . . . . . . . . . . 5676.8.8 Aromatische Polyamide, Aramide (PMPI, PPTA) . . . 5686.8.8.1 Poly­m­Phenylenisophthalamid (PMPI) . . . . . . . . . . 5686.8.8.2 Poly­p­Phenylenterephthalamid (PPTA) . . . . . . . . . . 568

6.9 Aromatische (gesättigte) Polyester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5686.9.1 Polycarbonat (PC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5696.9.1.1 Polycarbonat auf Basis Bisphenol A (PC) . . . . . . . . . 5696.9.1.2 Polycarbonat­Copolymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5746.9.1.3 Blends (Polymermischungen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5766.9.2 Polyester der Terephthalsäure, Blends,

Blockcopolymere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5786.9.2.1 Polyethylenterephthalat (PET) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5786.9.2.2 Polybutylenterephthalat (PBT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5836.9.2.3 Zyklisches Polybutylenterephthalat (CBT) . . . . . . . . 5856.9.2.4 Polytrimethylenterephthalat (PTT) . . . . . . . . . . . . . . 5856.9.2.5 Thermoplastische Polyester­Elastomere (TPC ) . . . . 585

6.9.2.6 Polyterephthalat­Blends (PET+: PBT, MBS, PMMA, PSU, Elastomer) . . . . . . . . 586

6.9.3 Polyester aromatischer Diole und Carbonsäuren (PAR, PBN, PEN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586

6.9.3.1 Polyarylate (PAR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5866.9.3.2 Polybutylennaphthalat (PBN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5886.9.3.3 Polyethylennaphthalat (PEN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588

6.10 Aromatische Polysulfide und Polysulfone (PPS, PSU, PES, PPSU, PSU+ABS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5896.10.1 Polyphenylensulfid (PPS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5896.10.2 Polyarylsulfone (PSU, PSU+ABS, PES, PPSU) . . . . . . 591

6.11 Aromatische Polyether, Polyphenylenether und Blends (PPE) 595

6.12 Aliphatische Polyester (Polyglykole)(PEOX, PPOX, PTHF) . . . . 598

6.13 Poly(aryl)etherketone (aromatische Polyetherketone) (PAEK: PEK, PEEK, PEKEKK, PEKK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599

6.14 Aromatische Polyimide (PI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6046.14.1 Duroplastische Polyimide

(PI, PBMI, PBI, PBO und weitere) . . . . . . . . . . . . . . . . 6096.14.1.1 Polyimid (PI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6096.14.1.2 Polybismaleinimid (PBMI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6096.14.1.3 Polybenzimidazol (PBI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6106.14.1.4 Polytriazine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6106.14.2 Thermoplastische Polyimide

(PAI, PEI, PISO, PMI, PMMI, PESI, PARI) . . . . . . . . . 6116.14.2.1 Polyamidimid (PAI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6116.14.2.2 Polyetherimid (PEI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6126.14.2.3 Polyimidsulfon (PISO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6136.14.2.4 Polymethacrylimid (PMI (Hartschaumstoff)) . . . . . . 6136.14.2.5 Polymethacrylatmethylimid (PMMI) . . . . . . . . . . . . . 6146.14.2.6 Polyesterimid (PESI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615

6.15 Selbstverstärkende teilkristalline Polymere (LCP) . . . . . . . . . . 6156.15.1 Chemischer Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6156.15.2 Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6166.15.3 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6176.15.4 Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618

6.16 Leiterpolymere: Zweidimensionale Polyaromaten und ­heterocyclen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618

6.17 Polyurethane (PUR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6226.17.1 Allgemeine Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6226.17.1.1 Chemischer Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6236.17.1.2 Herstellung der Polymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6256.17.1.3 Brandverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6276.17.1.4 Handhabung der Rohstoffe, Arbeitssicherheit . . . . . 6276.17.1.5 Umweltschutz, Sicherheit und Abfallverwertung . . 6286.17.2 Rohstoffe, Hilfsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6296.17.2.1 Di­ und Polyisocyanate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6296.17.2.2 Polyole, Polyamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6306.17.2.3 Vernetzer bzw. Kettenverlängerer . . . . . . . . . . . . . . . 6316.17.2.4 Hilfsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6326.17.3 PUR­Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6346.17.3.1 Weichschaumstoffe (PUR­W) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6346.17.3.2 Hartschaumstoffe (PUR­H) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6396.17.3.3 Integralschaumstoffe (PUR­I) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6406.17.3.4 Massive PUR­Kunststoffe, PUR­M . . . . . . . . . . . . . . . 643

6.18 Natürlich vorkommende Polymere und Derivate . . . . . . . . . . . 6456.18.1 Cellulose­ und Stärke­Derivate;

CA, CTA, CP, CAP, CAB, CN, EC, MC, CMC, CH, VF, PSAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647

6.18.1.1 Chemischer Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6476.18.1.2 Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6496.18.1.3 Eigenschaften, Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6506.18.2 Polyhydroxyfettsäuren/Polyhydroxyalkanoate

(PHA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6546.18.3 Casein­Kunststoffe, Casein­Formaldehyd, Kunsthorn

(CS, CSF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6556.18.4 Polylactid, Polymilchsäure (PLA) . . . . . . . . . . . . . . . . 6556.18.5 Elektrisch leitfähige/luminiszierende Polymere . . . 6566.18.6 Aliphatisches Polyketon (PK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660

6.19 Thermoplastische Elastomere (TPE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6626.19.1 Physikalischer Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6636.19.2 Chemischer Aufbau, Eigenschaften, Einsatzgebiete 664

6.19.2.1 Copolyamide (TPA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6646.19.2.2 Copolyester (TPC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6666.19.2.3 Polyolefin­Elastomere (TPO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6676.19.2.4 Polystyrol­Elastomere (TPS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6676.19.2.5 Polyurethan­Elastomere (TPU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6686.19.2.6 Polyolefin­Blends mit vernetztem Kautschuk

(TPV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6696.19.2.7 Weitere TPE, TPZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669

6.20 Duroplaste, härtbare Formmassen, Prepregs Formaldehyd­ Pressmassen (PF, RF, CF, XF, FF, MF, UF, MUF, MUPF) weitere Massen, Prepregs (UP, VE (PHA), EP, PDAP, SI) . . . . . 6696.20.1 Chemischer Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6706.20.1.1 Formaldehyd­Formmassen

(PF, RF, CF, XF, FF, MF, UF, MUF, MUPF) . . . . . . . . . 6706.20.1.2 Ungesättigte Polyester­Harze (UP) . . . . . . . . . . . . . . . 6716.20.1.3 Vinylester­Harze (VE)

Phenacrylat­Harze; Vinylesterurethane (VU) . . . . . . 6736.20.1.4 Epoxid­Harze (EP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6746.20.1.5 Diallylphthalat­Harze, Allylester (PDAP) . . . . . . . . . 6766.20.1.6 Silikon­Harze (Si) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6766.20.2 Verarbeitung, Lieferformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6776.20.3 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6786.20.3.1 Allgemeine Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6786.20.3.2 Phenoplast­Formstoffe (PF, CF, RF, XF) . . . . . . . . . . . 6816.20.3.3 Aminoplast­Formstoffe (UF, MF) . . . . . . . . . . . . . . . . 6816.20.3.4 Melamin­Phenolharz­Formstoffe (MPF) . . . . . . . . . . 6866.20.3.5 Melamin­Polyesterharz­Formstoffe (MF+UP) . . . . . . 6866.20.3.6 Polyesterharz­Formstoffe (UP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6866.20.3.7 Vinylester­Formstoffe (VE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6876.20.3.8 Epoxidharz­Formstoffe (EP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6876.20.3.9 Diallylphthalat­Formstoffe (PDAP) . . . . . . . . . . . . . . . 6876.20.3.10 Silikonharze­Formstoffe (SI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6876.20.4 Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6886.20.4.1 Phenoplast­Formstoffe (PF, RF, CF, XF, FF) . . . . . . . . 6886.20.4.2 Aminoplast­Formstoffe (MF, UF, MPF) . . . . . . . . . . . 6896.20.4.3 Ungesättigte Polyesterharz­Formstoffe (UP) . . . . . . . 6896.20.4.4 Epoxidharz­Formstoffe (EP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692

6.20.4.5 Diallylphthalat­Formstoffe (PDAP) . . . . . . . . . . . . . . . 6926.20.4.6 Silikon­Formstoffe (SI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692

6.21 Härtbare Gieß­ und Laminierharze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6936.21.1 Phenoplaste (PF, CF, RF, XF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6936.21.1.1 Phenol­(PF), Kresol ­(CF), Resorcin­(RF),

Xylenol­Formaldehyd­Harze (XF) . . . . . . . . . . . . . . . . 6936.21.2 Aminoplaste (UF, MF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6956.21.2.1 Harnstoff (UF), Melamin­Formaldehyd­Harze (MF) 6956.21.3 Furanharz (FF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6956.21.4 Ungesättigte Polyester­Harze (UP) . . . . . . . . . . . . . . . 6966.21.5 Vinylester­Harze (VE) Phenacrylat­Harze . . . . . . . . . 7006.21.6 Epoxid­Harze (EP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7016.21.7 Dicyclopentadien­Harz (DCPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . 7026.21.8 Diallylphthalat­Harze (PDAP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7036.21.9 Kohlenwasserstoff­Harze (KWH) . . . . . . . . . . . . . . . . 703

6.22 Kautschuke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7036.22.1 Generelle Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7036.22.2 Allgemeine Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7056.22.3 R­Kautschuke

(NR, IR, BR, CR, SBR, NBR, NCR, IIR, PNR, SIR, TOR, HNBR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709

6.22.4 M­Kautschuke (EPM, EPDM, AECM, EAM, CSM, CM, ACM, ABR, ANM, FKM, FPM, FFKM) . . . . . . . . 713

6.22.5 O­Kautschuke (CO, ECO, ETER, PO) . . . . . . . . . . . . . . 7166.22.6 Q­(Silikon)­Kautschuke

(MQ, MPQ, MVQ, PVMQ, MFQ, MVFQ) . . . . . . . . . . . 7176.22.7 T­Kautschuke (TM, ET, TCF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7196.22.8 U­Kautschuke (AFMU, EU, AU) . . . . . . . . . . . . . . . . . 7196.22.9 Polyphosphazene (PNF, FZ, PZ) . . . . . . . . . . . . . . . . . 7206.22.10 Weitere Kautschuke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721

7 Additive, Füllstoffe und Fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723

7.1 Additive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7237.1.1 Gleitmittel, Antiblockmittel, Trennmittel . . . . . . . . 7247.1.2 Stabilisatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7267.1.3 Antistatika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728

7.1.4 Flammschutzmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7297.1.5 Farbmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7337.1.6 Additive für die Laserbeschriftung . . . . . . . . . . . . . . 7387.1.7 Flexibilisatoren und Weichmacher . . . . . . . . . . . . . . 7387.1.8 Haftvermittler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7387.1.9 Treibmittel und Kicker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7397.1.10 Nukleierungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7427.1.11 Antibakterielle Mittel, Fungizide . . . . . . . . . . . . . . . . 742

7.2 Füllstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7447.2.1 Anorganische Füllstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7487.2.2 Nanofüllstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7537.2.2.1 Füllstoffe für magnetische und elektrische

Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 756

7.3 Fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7587.3.1 Verstärkungsfasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7597.3.1.1 Synthetische, anorganische Fasern, Glasfasern (GF) 7617.3.1.2 Natürliche organische Verstärkungsfasern,

Naturfasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7667.3.1.3 Synthetische, organische Verstärkungsfasern,

Kohlenstofffasern (CF), Aramidfasern (AF) u. a. . . . 7697.3.2 Fasern, Fäden, Borsten, Bänder . . . . . . . . . . . . . . . . 778

8 Kunststoffe im Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 785

8.1 Verarbeitungstechnische Kennwerte und Toleranzen . . . . . . . 786

8.2 Übersicht über mechanische, thermische und allgemeine elektrische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800

8.3 Elektrisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813

8.4 Optisches Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814

8.5 Verhalten gegen Umwelteinflüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816

8.6 Reibungs­ und Verschleißverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 829

8.7 Erkennen von Kunststoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843