Vorwort zur achten Auflage | 7 |
Vorwort zur siebten Auflage | 9 |
Vorwort zur sechsten Auflage | 10 |
Vorwort zur fünften Auflage | 10 |
Vorwort zur vierten Auflage | 11 |
Vorwort zur dritten Auflage | 11 |
Die Autoren | 13 |
Kurzzeichen für Polymere | 15 |
Inhalt | 19 |
1 Einleitung | 25 |
Literatur | 26 |
2 Aufbau und Einteilung der Kunststoffe | 27 |
2.1 Aufbau der Kunststoffe | 27 |
2.1.1 Herstellung von Kunststoffen | 28 |
2.1.1.1 Polymerisation | 28 |
2.1.1.2 Polykondensation | 35 |
2.1.1.3 Polyaddition | 36 |
2.1.2 Bindungskräfte in Polymeren | 38 |
2.2 Einteilung der Kunststoffe | 40 |
2.2.1 Thermoplaste | 41 |
2.2.2 Duroplaste und Elastomere | 44 |
2.2.3 Copolymere und Polymergemische | 46 |
2.2.4 Zuschlagstoffe | 47 |
2.3 Biopolymere | 48 |
Literatur | 50 |
3 Physikalische Eigenschaften der Kunststoffe | 51 |
3.1 Thermische Werkstoffeigenschaften | 51 |
3.1.1 Dichte | 51 |
3.1.2 Thermische Ausdehnung | 53 |
3.1.3 Wärmeleitfähigkeit | 54 |
3.1.4 Spezifische Wärmekapazität | 55 |
3.2 Fließeigenschaften von Polymerschmelzen | 58 |
3.2.1 Newtonsche und nicht-newtonsche Fluide | 59 |
3.2.2 Ansätze zur Beschreibung des strukturviskosen Fließverhaltens der Schmelze | 61 |
3.2.2.1 Potenzansatz nach Ostwald und de Waele | 61 |
3.2.2.2 Carreau-Ansatz | 63 |
3.2.3 Einfluss der Temperatur auf das Fließverhalten | 63 |
3.2.4 Messung viskoser Fließeigenschaften | 65 |
3.2.4.1 Kapillarrheometer | 66 |
3.2.4.2 Rotationsrheometer | 70 |
3.2.4.3 Schmelzindexmessung | 71 |
3.3 Elastische Eigenschaften von Polymerschmelzen | 73 |
3.3.1 Normalspannungen | 74 |
3.3.2 Zeitabhängiges Verhalten | 74 |
3.4 Abkühlen aus der Schmelze | 74 |
3.4.1 Amorph erstarrende Thermoplaste | 75 |
3.4.2 Teilkristallin erstarrende Thermoplaste | 75 |
3.4.3 Nukleierung | 78 |
3.4.4 Bestimmung des Kristallisationsgrades | 79 |
3.5 Morphologie erstarrter Thermoplaste | 80 |
3.5.1 Amorph erstarrte Thermoplaste | 81 |
3.5.2 Teilkristallin erstarrte Thermoplaste | 83 |
Literatur | 85 |
4 Werkstoffkunde der Kunststoffe | 87 |
4.1 Allgemeines zum Werkstoffverhalten | 87 |
4.2 Spannungs-Dehnungs-Verhalten | 90 |
4.2.1 Kurzzeit-Verhalten | 90 |
4.2.2 Stoßartige Beanspruchung | 92 |
4.2.3 Verhalten bei langzeitiger und ruhender Beanspruchung | 93 |
4.2.4 Schwingende Beanspruchung | 95 |
4.3 Eindruck-, Verschleiß- und Reibverhalten | 96 |
4.3.1 Härte | 96 |
4.3.2 Abrieb | 99 |
4.3.3 Reibverhalten | 99 |
4.4 Elektrisches Verhalten | 100 |
4.4.1 Dielektrisches Verhalten | 100 |
4.4.2 Elektrische Leitfähigkeit | 102 |
4.4.3 Durchschlagfestigkeit | 102 |
4.4.4 Elektrostatische Aufladung | 103 |
4.5 Optisches Verhalten | 104 |
4.5.1 Brechung und Dispersion | 104 |
4.5.2 Transparenz | 104 |
4.5.3 Glanz | 105 |
4.5.4 Farbe | 105 |
4.6 Akustisches Verhalten | 107 |
4.7 Verhalten gegen Umwelteinflüsse | 109 |
4.7.1 Widerstandsfähigkeit gegen Medien | 109 |
4.7.2 Spannungsrissbeständigkeit | 111 |
4.7.3 Diffusion und Permeation | 112 |
4.7.4 Bewitterung | 113 |
4.7.5 Biologisches Verhalten | 114 |
4.7.6 Brandverhalten | 114 |
4.8 Gebrauchstauglichkeit und Qualitätssicherung | 115 |
Literatur | 116 |
5 Aufbereitung von Kunststoffen | 123 |
5.1 Einleitung | 123 |
5.2 Aufgaben in der Aufbereitung | 123 |
5.2.1 Lagern und Fördern | 124 |
5.2.2 Dosieren | 124 |
5.2.3 Mischen | 126 |
5.2.3.1 Diskontinuierliche Aufbereitungsmaschinen | 126 |
5.2.3.2 Kontinuierliche Aufbereitungsmaschinen | 128 |
5.2.4 Granulieren | 131 |
5.3 Zuschlagstoffe | 131 |
5.3.1 Verarbeitungshilfsmittel | 131 |
5.3.2 Stabilisatoren | 132 |
5.3.3 Antistatika | 132 |
5.3.4 Elektrisch leitfähige Füllstoffe | 133 |
5.3.5 Flammschutzmittel | 133 |
5.3.6 Treibmittel | 133 |
5.3.7 Festigkeit und Steifigkeit herabsetzende Zuschlagstoffe | 133 |
5.3.8 Festigkeit und Steifigkeit erhöhende Zuschlagstoffe | 134 |
Literatur | 134 |
6 Verarbeitungsverfahren für Kunststoffe | 135 |
6.1 Extrusion | 135 |
6.1.1 Der Extruder | 136 |
6.1.1.1 Der Einschneckenextruder | 137 |
6.1.1.2 Die Schnecke | 140 |
6.1.1.3 Konventionelle Einschneckenplastifizierextruder | 142 |
6.1.1.4 Der fördersteife Einschneckenextruder | 144 |
6.1.1.5 Der Plastifiziervorgang im Einschneckenextruder | 145 |
6.1.1.6 Der Doppelschneckenextruder | 147 |
6.1.1.7 Extruderzylinder | 149 |
6.1.2 Weitere Anlagenkomponenten | 150 |
6.1.2.1 Extrusionswerkzeug | 150 |
6.1.2.2 Kalibrierung/Kühlung und Abzug | 153 |
6.1.2.3 Anlagenbeispiele | 154 |
6.1.3 Coextrusion | 155 |
6.2 Extrusionsblasformen und Streckblasen | 156 |
6.2.1 Extrusionsblasformen | 157 |
6.2.1.1 Der Verfahrensablauf | 157 |
6.2.1.2 Die Maschine | 159 |
6.2.1.3 Das Mehrfachblasformen | 164 |
6.2.1.4 Coextrusionsblasformen | 164 |
6.2.1.5 3D-Blasformen | 165 |
6.2.1.6 Saugblasen | 165 |
6.2.2 Streckblasen | 166 |
6.2.2.1 Vorformlingsherstellung | 167 |
6.2.2.2 Verfahren aus erster und zweiter Wärme | 167 |
6.2.2.3 Vor- und Nachteile des Streckblasverfahrens | 168 |
6.3 Spritzgießen | 168 |
6.3.1 Maschine und Verfahrensablauf | 168 |
6.3.1.1 Verfahrensablauf | 169 |
6.3.1.2 Maschinenaufbau | 170 |
6.3.1.3 Kenndaten der Maschine | 172 |
6.3.2 Baugruppen | 173 |
6.3.2.1 Plastifiziereinheit | 173 |
6.3.2.2 Schließeinheit | 181 |
6.3.2.3 Werkzeug | 184 |
6.3.2.4 Werkzeugtemperierung | 188 |
6.3.2.5 Maschinenbett und Steuereinheit | 189 |
6.3.3 Sonderverfahren | 189 |
6.3.3.1 Thermoplast-Schaumspritzgießen (TSG) | 190 |
6.3.3.2 Mehrkomponenten-Spritzgießen | 193 |
6.3.3.3 Kaskadenspritzgießen | 196 |
6.3.3.4 Spritzprägen | 197 |
6.3.3.5 Hinterspritztechnik | 199 |
6.3.3.6 Schmelzkerntechnik | 200 |
6.4 Herstellung von Formteilen aus duroplastischen Pressmassen | 200 |
6.4.1 Der Werkstoff „Duroplastische Pressmasse“ | 200 |
6.4.2 Das Pressverfahren | 202 |
6.4.3 Verfahrensvarianten | 205 |
6.5 Elastomerverarbeitung | 206 |
6.5.1 Rohstoffe und Mischungen | 207 |
6.5.1.1 Kautschukpolymere | 207 |
6.5.1.2 Verstärkende Füllstoffe | 208 |
6.5.1.3 Vernetzungssystem | 209 |
6.5.2 Mischungsherstellung | 210 |
6.5.3 Formgebung von Elastomeren | 211 |
6.5.3.1 Extrusion und kontinuierliche Vulkanisation von Elastomeren | 211 |
6.5.3.2 Herstellung elastomerer Formteile | 214 |
6.6 Verarbeitung von Polyurethanen | 216 |
6.6.1 Schaumbildungsprozess | 218 |
6.6.2 Anlagentechnik zur Verarbeitung reaktiver Polyurethane | 219 |
6.6.3 RIM-Verfahren | 223 |
6.7 Faserverstärkte Kunststoffe | 224 |
6.7.1 Materialien | 226 |
6.7.2 Bauteilkonstruktion und -auslegung | 229 |
6.7.3 Verarbeitungsverfahren für Faserverbundkunststoffe | 230 |
6.7.3.1 Handlaminierverfahren | 231 |
6.7.3.2 Faserspritzen | 232 |
6.7.3.3 Prepregverarbeitung, Tapelegen, Autoklavieren | 233 |
6.7.3.4 Faserwickeln | 233 |
6.7.3.5 Pultrusionsverfahren | 235 |
6.7.3.6 Harzinjektionsverfahren (Resin Transfer Moulding, RTM) | 236 |
6.7.3.7 Harzinfusionsverfahren (Resin Infusion, RI) | 238 |
6.7.3.8 Spaltimprägnierverfahren | 239 |
6.7.3.9 Umformen endlosfaserverstärkter Thermoplaste | 241 |
6.7.3.10 Pressen langfaserverstärkter Kunststoffe | 244 |
6.7.4 Prozesssimulation bei der Pressverarbeitung | 251 |
6.8 Kalandrieren | 252 |
6.9 Verarbeitung durch Gießen | 257 |
6.9.1 Gießen | 258 |
6.9.2 Schüttsintern | 259 |
6.9.3 Schleudergießen (Rotationsformen) | 260 |
6.9.4 Foliengießen | 261 |
6.9.5 Umgießen | 261 |
6.9.6 Imprägnieren | 261 |
Literatur | 262 |
7 Weiterverarbeitungstechniken für Kunststoffe | 271 |
7.1 Thermoformen | 271 |
7.1.1 Maschinen | 272 |
7.1.2 Verfahrensschritte | 274 |
7.2 Schweißen von Kunststoffen | 279 |
7.2.1 Heizelementschweißen (HE-Schweißen) | 283 |
7.2.1.1 Direkte Heizelement-Schweißverfahren | 283 |
7.2.1.2 Indirekte HE-Schweißverfahren | 287 |
7.2.2 Warmgasschweißen | 288 |
7.2.2.1 Fächelschweißen (Runddüse) | 289 |
7.2.2.2 Ziehschweißen (Schnellschweißen) | 289 |
7.2.2.3 Warmgas-Überlappschweißen | 289 |
7.2.2.4 Extrusionsschweißen | 290 |
7.2.2.5 Heißgasschweißen | 290 |
7.2.3 Reibschweißverfahren | 291 |
7.2.3.1 Verfahren mit äußerer Reibung | 291 |
7.2.3.2 Verfahren mit innerer Reibung | 292 |
7.2.4 Strahlungsschweißverfahren | 294 |
7.2.4.1 Heizelementstrahlungsschweißen | 294 |
7.2.4.2 Infrarotschweißen | 295 |
7.2.4.3 Laserstrahlschweißen | 295 |
7.2.4.4 Laserdurchstrahlschweißen | 295 |
7.2.5 Induktionsschweißen (Elektromagnetisches Schweißen) | 298 |
7.3 Kleben von Kunststoffen | 298 |
7.3.1 Mechanismus der Klebung | 299 |
7.3.2 Einteilung der Klebstoffe | 300 |
7.3.2.1 Physikalisch abbindende Klebstoffe | 301 |
7.3.2.2 Chemisch abbindende Klebstoffe (Reaktionsklebstoffe) | 301 |
7.3.3 Werkstoffeinflüsse auf die Klebbarkeit von Kunststoffen | 302 |
7.3.4 Verfahrensablauf beim Kleben | 303 |
7.4 Mechanische Bearbeitung | 305 |
7.4.1 Sägen | 306 |
7.4.2 Fräsen | 308 |
7.4.3 Schleifen und Polieren | 309 |
7.4.4 Bohren | 310 |
7.4.5 Drehen | 312 |
Literatur | 314 |
8 Recycling von Kunststoffen | 317 |
8.1 Einleitung | 317 |
8.2 Aufbereitung von Kunststoffabfällen | 321 |
8.3 Werkstoffliche Verwertung von Kunststoffabfällen | 323 |
8.4 Rohstoffliche Verwertung | 326 |
8.5 Energetische Verwertung | 328 |
8.6 Abschließende Bemerkungen | 329 |
Literatur | 329 |
Index | 333 |
Leere Seite | 2 |