Thermoformen in der Praxis - ILLIG Maschinenbau GmbH & Co. KG

3 Thermoplastische Halbzeuge
3.1 Aufbau und Struktur der Thermoplaste
Thermoplaste bestehen aus Makromolekülen (Polymeren) mit Längen bis zu 10 –3 mm.
Diese Makromoleküle können linear (fadenähnlich) sein, wie z. B. bei PE-HD, oder verzweigt,
wie z. B. bei PE-LD. Es handelt sich um amorphe Thermoplaste, wenn die Makromoleküle
in völliger Unordnung (Wattebausch) vorliegen (Bild 3.1 a). Gleichmäßig aufgebaute Makromoleküle,
wie z. B. lineares Polyethylen oder Polyacetale, können partielle Ordnungen
(Kristallite) bilden; allerdings kristallisieren Polymere grundsätzlich nur teilweise. Es liegen
dann teilkristalline Thermoplaste vor (Bild 3.1 b).
Amorphe Thermoplaste wie Standard-PS, PVC, PC, PMMA sind aufgrund ihrer Struktur
glasklar, wenn sie nicht eingefärbt, modifiziert oder gefüllt werden. Teilkristalline Thermoplaste
sind, je nach Kristallisationsgrad, aufgrund der Lichtbrechung durch die Kristallite,
transluzent bis opak. Je nach Materialtyp und Umformverfahren schmelzen die Kristallite
während des Aufheizens und das Halbzeug wird in diesem Temperaturbereich glasklar. Beim
Erkalten bilden sich erneut Kristallite, der Kunststoff wird wieder opak.Wird ein teilkristalliner
Thermoplast, z. B. PP, unterhalb des Kristallitschmelzbereiches umgeformt, spricht man vom
„SPPF“-Verfahren (solid phase pressure forming).
Kristallisierbare Thermoplaste sind Thermoplaste, die als Halbzeug praktisch amorph sind
und erst während des Aufheizens kristallisieren. Im Fall von CPET wird das Kristallisieren
im beheizten Formwerkzeug genutzt, um die Temperaturbeständigkeit des Fertigteiles zu
erhöhen.
Für alle Thermoplaste gilt:
• Sie haben einen begrenzten Gebrauchstemperaturbereich. Unterhalb einer bestimmten
Temperatur sind sie zerbrechlich wie Glas, oberhalb einer bestimmten Temperatur (Erweichungstemperatur)
verlieren sie die Festigkeit.
Bild 3.1 Strukturen von Thermoplasten
a) amorphe Struktur
b) teilkristalline Struktur