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Technisches Training Teil III Kunststoffdetails - Mayweg GmbH

Technisches Training Teil III Kunststoffdetails - Mayweg GmbH

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Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Technisches</strong> <strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong><br />

<strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 1


<strong>Technisches</strong> <strong>Training</strong><br />

� Amorphe Kunststoffe<br />

� <strong>Teil</strong>kristalline Kunststoffe<br />

� Thermoplastische Elastomere<br />

� Hochtemperaturbeständige Kunststoffe<br />

� Datenbanken Thermoplaste<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 2


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Amorphe Thermoplaste<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 3


Amorphe Polymere<br />

� PS GP<br />

� PS HI<br />

� SAN<br />

� ABS<br />

� PC<br />

� PC/ABS<br />

� PMMA<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 4


Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 5


ABS<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Schlagzähigkeit<br />

Acrylnitril<br />

A<br />

Chemikalienresistenz<br />

Glanz<br />

Fließfähigkeit<br />

Steifigkeit<br />

B<br />

S<br />

Butadien Styrol<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 6


ABS Herstellungsprozeß<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Massepolymerisation<br />

Emulsionspolymerisation<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 7


Butadien<br />

Wasser<br />

Katalysator<br />

Seife<br />

Salz<br />

Ausflockung<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Kautschuk<br />

Styrol<br />

Acrylnitril<br />

Katalysator<br />

Seife<br />

Emulsionspolymerisation-Prozeß<br />

Zentrifuge<br />

Wasser<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

SAN<br />

GRC<br />

Compounding<br />

Endprodukt<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 8


gelöster Kautschuk<br />

mit Styrol<br />

und Acrylonitril-Gemisch<br />

Produktion ohne 2. Phase<br />

Kontinuierlicher Prozeß<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Massepolymerisation-Prozeß<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Entgasung<br />

Monomer<br />

Granulierung<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 9


Vergleich zwischen...<br />

Emulsion 3000er TEREZ-Reihe<br />

�Hochglanz, Gelbstich<br />

�Galvanotypen<br />

�Selbsteinfärbung eher schwierig<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Masse 5000er TEREZ-Reihe<br />

�Matte Oberfläche<br />

�Keine Galvanotypen<br />

�Für Selbsteinfärbung geeignet<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 10


Vergleich zwischen...<br />

Emulsion (3000 TEREZ-Reihe) Masse (5000 TEREZ-Reihe)<br />

kleine Butadien Partikel große Butadien Partikel<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

SAN<br />

GRC<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 11


Generelles Eigenschaftsprofil ABS<br />

� Hochglanzoberflächen<br />

� Matte Oberflächen<br />

� Zähigkeit bei Minustemperaturen<br />

� Gute Verarbeitbarkeit<br />

� Gute Chemikalienresistenz<br />

� Geringer Schrumpf<br />

� Gute Bedruckbarkeit und Verklebbarkeit<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 12


ABS erhältlich mit<br />

� Flammschutz<br />

� Hochtemperaturbeständigkeit<br />

� Hohe Steifigkeit (Glasfaser verstärkt)<br />

� UV-Resistenz<br />

� BgVV<br />

� KTW<br />

� Antistatische Zusätze<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 13


Charakterisierung von ABS<br />

� MFI Fließfähigkeit<br />

� Charpy / Izod Schlagzähigkeit<br />

� Vicat / HDT Wärmeformbeständigkeit<br />

� Glanz<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 14


Charakterisierung von ABS<br />

� MFI (220°C / 10 kg) 3 - 50 g /10 Min.<br />

� Charpy KSZ 8 - 50 kJ/m 2<br />

� Vicat 88 - 115°C<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 15


ABS Anwendungen<br />

Fahrzeug-Innenraum<br />

� Seitenverkleidung<br />

� Armaturenteile<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 16


ABS Anwendungen<br />

Fahrzeug-Außenteile<br />

� Galvanotypen für Frontgrill<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 17


ABS Anwendungen<br />

� Spielzeug<br />

� Armaturen<br />

� Heizventile<br />

� Telekommunikation<br />

� Rotation<br />

� Computergehäuse<br />

� Schreibgeräte<br />

� Haushaltswaren<br />

� Smart Cards<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 18


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Styrol-Acryl-Nitril (SAN)<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 19


SAN Schlüsseleigenschaften<br />

� Transparent<br />

� Steifigkeit<br />

� Mittlere Hitzebeständigkeit<br />

� Gute Chemikalienresistenz<br />

� Gute Abriebfestigkeit<br />

� Gute Verarbeitbarkeit<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 20


SAN Anwendungen<br />

� Haushaltswarenbereich<br />

� Sanitärbereich<br />

� Verpackungssektor<br />

� Medizinischer Bereich<br />

� Optische Anwendungen<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 21


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Polystyrol (PS)<br />

� GP Standard<br />

� HI Hochschlagfest<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 22


PS Eigenschaften<br />

PS Standard<br />

� glasklar<br />

� hart, spröde<br />

� geringe Wasseraufnahme<br />

� gute Verarbeitbarkeit<br />

� beständig gegen alkalische Waschmittel<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 23


PS Eigenschaften<br />

PS HI<br />

HI<br />

� milchig<br />

� schlagzäh<br />

� etwas geringere Härte<br />

� geringe Wasseraufnahme<br />

� gute Verarbeitbarkeit<br />

� beständig gegen alkalische Waschmittel<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 24


PS Anwendungsbeispiele<br />

� Lebensmittelverpackungen<br />

� Haushaltswaren<br />

� Spielzeug<br />

� Audio- / Videokassetten<br />

� Bürozubehör<br />

� Fernsehgehäuse<br />

� Kosmetikartikel CD-Hüllen<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 25


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Polycarbonat (PC)<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 26


PC Polymerisation<br />

Bisphenol A + Phosgen => Polycarbonat + Säure<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 27


PC Schlüsseleigenschaften<br />

� Hochschlagfest<br />

� Glasklar<br />

� Gute Einfärbbarkeit<br />

� Hochglanz<br />

� Gute Wärmeformbeständigkeit<br />

� Gute Flammeigenschaft<br />

� Geringe Kriechneigung<br />

� BGVV konforme Typen<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 28


PC große Farbbandbreite<br />

• transparent<br />

• transluzent<br />

• gedeckt<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 29


PC Anwendungsbeispiele<br />

� Leuchtenbereich<br />

� Küchenbedarf<br />

� Gehäuseteile - Haushaltswaren<br />

� Automobil<br />

� Elektrotechnik<br />

� Medizintechnik<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 30


TEREZ PC/ABS Blend Eigenschaften<br />

� gute Verarbeitbarkeit<br />

� höhere Schlagzähigkeit bei Minustemperaturen<br />

� hohe Hitzebeständigkeit<br />

� gute Bedruckbarkeit<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 31


Vergleich Kerbschlagzähigkeit<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

-40 -20 0 23 -40 -20<br />

0<br />

23<br />

PC/ABS °C<br />

PC<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 32


TEREZ PC/ABS Blend Anwendungen<br />

� Automobil<br />

�Fahrgastinnenraum<br />

�Außenbereich<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 33


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Polymethylmetacrylat (PMMA)<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 34


PMMA Polymerisationsprozeß<br />

MMA => - Emulsionpolymerisation = PMMA<br />

- Suspenionpolymerisation<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 35


PMMA große Farbbandbreite<br />

• transparent<br />

• transluzent<br />

• gedeckt<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 36


PMMA Eigenschaften<br />

� höchste Lichtdurchlässigkeit<br />

� hervorragende UV-Beständigkeit<br />

� hohe Härte und Steifigkeit<br />

� glasklare Transparenz<br />

� kratzfeste Oberflächen<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 37


PMMA Abhängigkeit vom Molekulargewicht<br />

Molekulargewicht Verarbeitbarkeit<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Spannungsrißbeständigkeit<br />

Wärmeformbeständigkeit<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 38


PMMA Anwendungen<br />

� Leuchtenabdeckungen<br />

� Automobil<br />

� Haushaltswaren<br />

� Optische Anwendungen<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 39


Materialauswahl amorphe Polymere<br />

Transparent ABS PC PMMA SAN PS PVC<br />

Transparenz mittel gut sehr gut mittel mittel schlecht<br />

Schlagzähigkeit gut sehr gut mittel schlecht schlecht mittel<br />

Verarbeitbarkeit gut mittel mittel sehr gut sehr gut gut<br />

Chemikalienresistenz mittel schlecht mittel sehr gut mittel mittel<br />

Hitzebeständigkeit mittel sehr gut gut mittel mittel mittel<br />

Kratzbeständigkeit mittel mittel sehr gut gut mittel schlecht<br />

UV-Beständigkeit mittel gut sehr gut mittel mittel gut<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 40


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong>kristalline Thermoplaste<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 41


• PE (VLDPE, LDPE, LLDPE, HDPE, EVA)<br />

• PP (PPH, PPC)<br />

• PA<br />

� PA 6<br />

� PA 6.6<br />

� PA 4.6<br />

� PA 6.6 teilaromatisch<br />

• POM<br />

• PET<br />

• PBT<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 42


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Polyethylen (PE)<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 43


Polyethylen<br />

PE VLD � PE sehr niedrige Dichte<br />

PE LD � PE niedrige Dichte<br />

PE HD � PE hohe Dichte<br />

PE LLD � PE linear verzweigt, niedrige Dichte<br />

EVA � Ethylenvinylacetat-Copolymer<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 44


Eigenschaftsprofil Polyethylen<br />

• niedrige Dichte<br />

• hohe Zähigkeit, Reißdehnung<br />

• sehr geringe Wasseraufnahme<br />

• geringe Wasserdampfdurchlässigkeit<br />

• hohe Beständigkeit gegen Spannungsrißbildung<br />

• gute Ver- und Bearbeitbarkeit<br />

• schlechte Verklebbarkeit<br />

• niedrige Wärmeformbeständigkeit<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 45


Polyethylen in Abhängigkeit der Dichte<br />

0,88 0,89 0,9 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,965<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

LDPE<br />

VLDPE LLDPE<br />

LD/EVA<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

HDPE<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 46


Polyethylen<br />

PE Typ PE-LD PE-HD<br />

Druck bei Herstellung bar 1.000 - 2.000 1 - 50<br />

Temperatur bei Herstellung °C 80 - 300 20 - 150<br />

Dichte g/cm3 0,91 - 0,935 0,94 - 0,97<br />

Schmelztemperatur<br />

Dauergebrauch ohne<br />

°C 110 130<br />

Belastung °C 60 80<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Hochdruckverfahren<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Niederdruckverfahren<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 47


Verarbeitbarkeit PE in Abhängigeit des MFI<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 48


Anwendungen PE HD<br />

� Trink-Abwasserleitungen<br />

� Fittinge<br />

� Heizöltanks<br />

� Eimer<br />

� Transportbehälter<br />

� Flaschenkästen<br />

� Mülltonnen<br />

� Haushaltsgegenstände<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 49


Anwendungen PE LD<br />

� Kabelummantelungen<br />

� Transportbehälter<br />

� Verpackungsfolien<br />

� Verbundfolien<br />

� Flaschen<br />

� Tuben<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 50


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Polypropylen (PP)<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 51


Eigenschaftsprofil PP<br />

� niedrige Dichte (0,91 g/mm2 )<br />

� höherer Schmelzbereich<br />

� Schmelzpunkt ca. 160°C<br />

� Dauerwärmeformbeständigkeit ca. 110°C (ohne äußere Belastung)<br />

� PPH in der Kälte spröde<br />

� PPC auch in der Kälte schlagzäh<br />

� geringe Spannungsrißneigung<br />

� geringe Wasseraufnahme<br />

� Filmscharnierfähigkeit<br />

� schlechte Verklebbarkeit<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 52


Homopolymere<br />

P - P - P - P .... P - P - P - P<br />

Polymerkette besteht nur aus Propyleneinheiten<br />

Randomcopolymerisate<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

PP-Aufbau<br />

P - P - P - P -C - P - P - C - P .... P - P - C - P - P - P<br />

Propylen und Comonomereinheiten in statistischer Verteilung<br />

Block Copolymerisate<br />

P - P - P - P -.... - P P - E - P.... - P E - E - E - E.... - E<br />

Mehrphasige Copolymere<br />

PPH und EPR Kautschuk<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 53


Vergleich PPC / PPH<br />

Finapro PP H 5060 C 5660<br />

Zug-E-Modul MPa 1.300 1.100<br />

KSZ-Charpy kJ/m 2 5,5 (RT) 13 (RT) 6 (-20°C)<br />

HDT (0,45 Mpa) °C 100°C 92°C<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 54


Vergleich PP - HDPE<br />

• geringere Dichte<br />

• Filmscharniereigenschaften<br />

• höhere Wärmeformbeständigkeit<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 55


Anwendungsbeispiele PP<br />

� Transportbehälter<br />

� Werkzeugbehälter<br />

� Kofferschalen<br />

� Rohrsysteme<br />

� Fasern<br />

� Medizinische Geräte<br />

� Spielzeug<br />

� Drahtumantelungen<br />

� Batteriegehäuse<br />

� Ablaufarmaturen<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 56


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Polyoxymethylen (POM)<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 57


Polymerisation von POM<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

H<br />

n • C = O<br />

H<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

H<br />

- C - O -<br />

Formaldehyd Polyacetal<br />

M<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 58


POM Homo + Copo Vergleich<br />

POM - Homopolymerisat POM - Copolymerisat<br />

- höhere Steifigkeit Ringether<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

- bessere Chemikalienbeständigkeit<br />

- bessere Verarbeitbarkeit<br />

- höhere Zähigkeit<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 59


POM Eigenschaften<br />

� hohe Abriebfestigkeit<br />

� gute Rückstellfähigkeit „Federwerkstoff“<br />

� hohe Ermüdungsfestigkeit<br />

� geringere Wasseraufnahme<br />

� niedriger Reibungskoeffizient<br />

� gute elektrische Eigenschaften<br />

� gute Fließfähigkeit<br />

�Verarbeitungstemperaturen höher 240°C - Abspaltung Formaldehyd<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 60


POM Zusätze/ Verstärkungsstoffe<br />

Molybdändisulfid<br />

Silikon<br />

PTFE<br />

10 - 30 % Glasfasern<br />

Glaskugeln<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

verbesserte Gleiteigenschaften<br />

Erhöhung der Steifigkeit<br />

POM ohne Verstärkung POM 20 % GF<br />

Zug-E-Modul (MPa)<br />

Kerbschlagzähigkeit /<br />

3.000 10.000<br />

Charpy kJ/m 2<br />

7 5<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 61


POM Anwendungen<br />

Maschinenbau<br />

� Schrauben<br />

� Zahnräder<br />

� Lager<br />

� Federelemente<br />

Elektrotechnik<br />

� Steckverbindungen<br />

� Isolatoren<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Möbel<br />

� Gleitschienen<br />

� Schlösser<br />

� Rollen<br />

Verpackungen<br />

� Feuerzeugtanks<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 62


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Polyamid (PA)<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 63


Polyamid-Arten<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

6.6 255<br />

6 220<br />

610 215<br />

12 172<br />

<strong>Teil</strong>aromatisch<br />

6.6 / 6I 245<br />

6.6 + 6I / 6T 260<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 64


Polymerisation PA 6<br />

(CH 2 ) 5<br />

C - N<br />

O H<br />

Caprolactam<br />

Monomer<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

unter<br />

Druck<br />

bei 260 °C<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

(CH 2 ) 5<br />

N - C<br />

H O n<br />

Polycaprolactam<br />

Polyamid 6<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 65


Polymerisation PA 6.6<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

NH (CH 2 ) 6 NH CO (CH 2 ) 4 CO<br />

Hexamethylendiamin + Adipinsäure<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

n<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 66


PA Eigenschaften<br />

� hohe Festigkeit<br />

� hohe Formbeständigkeit in der Wärme<br />

� hohes Dämpfungsvermögen<br />

� gute Verarbeitbarkeit<br />

� Wasseraufnahme<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 67


PA Molekularer Aufbau<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 68


PA Verstärkungsstoffe / Modifizierungen<br />

� Trockenschlagzähmodifizierung<br />

� Elastomermodifizierung<br />

� Gleitmodifizierung (PTFE, MOS2, Silikon)<br />

� Kristallisationsbeschleunigung<br />

� Flammschutz<br />

Verstärkung mit:<br />

� Glasfasern<br />

� Glaskugeln<br />

� Mineral<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 69


Anwendungsbeispiele PA<br />

Maschinen, Gerätebau<br />

� Laufrollen<br />

� Kupplungsteile<br />

� Dübel<br />

� Verstellmotorgehäuse<br />

Elektrotechnik<br />

� Gehäuse für Elektrogeräte<br />

� Handbohrmaschinengehäuse<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 70


Anwendungsbeispiele PA<br />

Fahrzeugbau<br />

� Gehäuseteile Klimaschalter<br />

� Lüfterräder<br />

Möbelbau<br />

� Türbeschläge, Möbelscharniere<br />

Verpackung<br />

� Wurst- und Käseverpackung<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 71


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Polybutylenterephtalat (PBT)<br />

Polyethylenterephtalat (PET)<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 72


Herstellung PET/PBT<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Polykondensation<br />

Terephtalsäure + Ethylenglykol => PET<br />

Terephtalsäure + Butandiol => PBT<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 73


PBT Eigenschaften<br />

� hohe Festigkeit<br />

� hohe Zähigkeit<br />

� geringe Wasseraufnahme<br />

� hohe Wärmeformbeständigkeit<br />

� gute Verarbeitbarkeit<br />

� Naturton opak - hellelfenbeinfarbig<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 74


PET Eigenschaften<br />

� Härte<br />

� Festigkeit<br />

� geringe Wasseraufnahme<br />

� Hohe Zähigkeit<br />

� gute Witterungsbeständigkeit<br />

� gute Spannungsrißbeständigkeit<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 75


PET optische Eigenschaften<br />

PET -> kaltes Werkzeug -> amorphes Produkt -> glasklare Formteile<br />

PET -> beheiztes Werkzeug -> teilkristallines Produkt -> milchige Formteile<br />

PET GF - optimale Kristallisation bei Werkzeugtemperatur von ca. 130°C<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 76


Wasseraufnahme Vergleich PBT / PET<br />

%<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

0 h 100 h 1000 h 2000 h 3000 h<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

PA 6<br />

PA 6.6<br />

PBT<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 77


Vergleich PET / PBT Zug-E-Modul<br />

14000<br />

12000<br />

10000<br />

8000<br />

6000<br />

4000<br />

2000<br />

0<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

2500<br />

2700<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

13000<br />

10000<br />

PET PBT PET GF 30 PBT GF 30<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 78


Vergleich PET / PBT Wärmeformbeständigkeit<br />

HDT 1,8 MPa<br />

240<br />

230<br />

220<br />

210<br />

200<br />

190<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

235<br />

PET GF 30 PBT GF 30<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

205<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 79


Anwendungen PET / PBT<br />

Automobil<br />

� Türgriffe<br />

� Spiegelgehäuse<br />

� Dachrehling<br />

Elektronik<br />

� Elektromotorgehäuse<br />

� Sicherungsgehäuse<br />

� Steckverbinder<br />

� Widerstandsgehäuse<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Medizintechnik<br />

� Blutröhrchen<br />

Verpackungen<br />

� Flaschen<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 80


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

Thermoplastische Elastomere<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 81


Thermoplastische Elastomere<br />

Thermoplastische Thermoplastische<br />

Elastomere Elastomere Kunststoffe<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 82


Thermoplastische Elastomere<br />

- Blockcopolymere<br />

H - H - H - W - W - W - H - H - H<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

- Elastomerlegierungen<br />

Elastomeranteil als feine<br />

Phase in Thermoplast oder<br />

umgekehrt vor<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 83


Thermoplastische Elastomere<br />

- Blockcopolymere<br />

TPE-S Shore 30A - 85A<br />

TPE-A Shore 60A - 70D<br />

TPE-E Shore 60A - 74D<br />

TPE-U Shore 70A - 75D<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

- Elastomerlegierungen<br />

PP/EPDM Shore A40 - 50D<br />

� TPE-V<br />

� Weichphase teilvulkanisiert<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 84


Gegenüberstellung TPE - Gummi<br />

Gummi<br />

+ hohe Temperaturbeständigkeit<br />

+ hohes Rückstellverhalten<br />

+ hohe Verschleißfestigkeit<br />

- hoher Verarbeitungsaufwand<br />

- nicht wieder Aufschmelzbar<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

TPE<br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

+ Verarbeitbarkeit<br />

+ Produktivität (2K-<strong>Teil</strong>e)<br />

+ Recycling<br />

- geringe Temperaturbeständigkeit<br />

- geringeres Rückstellverhalten<br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 85


Vergleich TPE<br />

TPE-V TPE-S TPE-E TPU<br />

Dichte 0,97 1,2 - 1,3 1,2 1,1<br />

Rückstellfähigkeit gut schlecht gut gut<br />

Einsatztemperatur °C 135- (-60) 100 - (-30) 150 - (-70) 120 - (-40)<br />

Verarbeitbarkeit sehr gut sehr gut gut mittel<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 86


Anwendungen TPE<br />

� Sport<br />

� Automobil<br />

� Haushaltsanwendungen<br />

� Baubereich<br />

� Dichtungen<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 87


Hochtemperaturbeständige Thermoplaste /<br />

Hochleistungspolymere<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 88


Warum Hochleistungskunststoffe?<br />

� Hohe Steifigkeit, Chemikalienbeständigkeit bei hohen Temperaturen<br />

Substitution von Metallen, Duroplasten => Gewichtsersparnis, Funktionalität<br />

Neue Anwendungen mit hohen Anforderungsprofilen => neue<br />

Konstruktionmöglichkeiten<br />

(z. B. im Motorraum)<br />

Höhere Sicherheitsanforderungen<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 89


Übersicht HT-Thermoplaste<br />

PPS - Polyphenylensulfid - teilkristallin, Tm 285°C<br />

LCP - Liquid Crystal Polymer - flüssigkristallin, Tm bis350°C<br />

PEEK - Polyetheretherketon - teilkristallin, Tm 334°C<br />

PEI - Polyetherimid - amorph, Tg 225°C<br />

PA 4.6- Stanyl - teilkristallin,Tm 295°C<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 90


Anwendungen Stanyl<br />

� Automobil<br />

� Elektrotechnik<br />

� Haushaltsbereich<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 91


Datenbanken für Thermoplaste<br />

� Campus<br />

� Polymat<br />

Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 92


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 93


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 94


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 95


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 96


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 97


Kunststoff-<strong>Training</strong><br />

<strong>Teil</strong> <strong>III</strong> - <strong>Kunststoffdetails</strong><br />

Goran Brkljac<br />

Seite: 98

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