Kunststoffe – Arten, Eigenschaften und Anwendung

Heutzutage spielen die verwendeten Materialien in der Industrie eine äußerst wichtige Rolle. Sie bestimmen, wie das konstruierte Produkt aussehen wird, wie viel es wiegt und welche physikalischen und chemischen Eigenschaften es hat. Betrachtet man die Entwicklung der Technologie, so zeigt sich, dass jedes neue Modell des hergestellten Geräts oder Fahrzeugs bessere Parameter und Eigenschaften aufweist. Sehr oft werden diese Indikatoren aufgrund des geringeren Gewichts der entworfenen Strukturen erhöht. Dank dieser Annahmen hat sich die Kunststoffverarbeitungsindustrie entwickelt, in der mit dieser Technologie hergestellte Produkte leicht sind und hervorragende thermische und elektrische Isoliereigenschaften aufweisen. Überprüfen Sie, welche Arten von Kunststoffen es gibt, welche Arten, Anwendungen und Eigenschaften sie haben.

Kunststoffarten

Kunststoffe sind Materialien, die aus synthetischen Polymeren bestehen (künstlich hergestellt, nicht natürlich vorkommend)
oder modifizierte natürliche Polymere und modifizierende Additive. Der Begriff Kunststoff wird für verschiedene Materialien verwendet, die sich in Struktur, Eigenschaften und Zusammensetzung unterscheiden. Sie werden häufig als Ersatz für Holz, Metall und andere Materialien verwendet. Polymere können unterteilt werden in:

Elastomersind makromolekulare Verbindungen, deren wichtigste Eigenschaft die Fähigkeit ist, sich reversibel zu verformen, ohne die Strukturkontinuität zu unterbrechen. Dank ihrer Eigenschaften können sie Naturkautschuk ersetzen und werden sogar in Branchen eingesetzt, die für gewöhnlichen Kautschuk unzugänglich sind.

Anwendung: Fahrradschläuche, Dichtungen, isolierende und abdichtende Konstruktionselemente.

Plastomerie– Polymere, die sich durch eine geringe Verformung bei Raumtemperatur unter Beibehaltung der elastischen Eigenschaften auszeichnen. Sie lassen sich in zwei Gruppen einteilen:

Thermoplastie:
Es handelt sich um synthetische makromolekulare Materialien oder modifizierte Naturstoffe. Sie werden flexibel, wenn die Glasübergangstemperatur überschritten wird. Bei weiterer Temperaturerhöhung hingegen schmilzt dieser Kunststoff und wird beim Abkühlen wieder hart. Man unterscheidet amorphe Thermoplaste
(z. B. Polystyrol PS, Polycarbonat PC) und teilkristallin (z. B. Polyethylen PE,
PP-Polypropylen). Dieses Kriterium bestimmt den Kristallisationsgrad eines bestimmten Materials, der sich auf die Erhöhung der Transparenz und der mechanischen Eigenschaften des Materials auswirkt.

Anwendung: Gehäuse, Maschinenteile, Elemente von Haushaltsgeräten, Verpackungen.

Duroplastik:
Sie zeichnen sich durch hohe Härte und Oberflächenglätte aus. Sie können nicht plastisch verformt oder geschmolzen werden. Sie sind beständig gegen erhöhte Temperaturen. Sie zeichnen sich außerdem durch einen hohen Elastizitätsmodul und eine hohe mechanische Festigkeit aus.

Anwendung: Laminate, Schäume, technische Harze, Klebstoffe, Lacke.

Im Folgenden werden typische in der Industrie verwendete Kunststoffe vorgestellt. Eigenschaften und beispielhafte Anwendungen eines bestimmten Materials werden kurz beschrieben.

Eigenschaften von Kunststoffen

Polystyrol (PS) – amorphes Material

Materialeigenschaften:
Hart, steif, spröde, sehr gute elektrische und dielektrische Eigenschaften, geringe Wasseraufnahme, hohe Maßhaltigkeit, glasig-transparent, glänzend, gut einfärbbar, geruchs- und geschmacksneutral.

Beständigkeit gegen:
Säuren, Laugen, Alkohole, Schmierstoffe, Öle, Salzlösungen.

Kein Widerstand gegen:
Benzin, Benzol, viele Lösungsmittel.

Materialerkennung:
PS ist leicht entflammbar, brennt mit glänzender Flamme, raucht stark und verströmt einen typischen süßlichen Geruch (Styrol).

Krampf:
OK. 0,45 %

Namen austauschen:
Polystyrol, Vestyron, Styron, Polyflam, Lacqurene

Anwendungsbeispiele:
Haushaltsgegenstände, Zahnbürsten, Spielzeug, CD-Hüllen.

Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN) – amorphes Material

Materialeigenschaften
Hart, steif, glänzend, temperaturwechselbeständig, plastischer als PS, glasig, transparent und undurchsichtig, einfärbbar. Wasseraufnahme höher als PS. Gesundheitlich keine Bedenken, zum Kleben und Schweißen gut geeignet.

Beständigkeit gegen:
Säuren, Laugen, Alkohole, Fette, Öle, Salzlösungen und Benzin.

Krampf:
OK. 0,4-0,7 %

Namen austauschen:
Luran

Anwendungsbeispiele:
Haushaltsgegenstände, Kisten, Lunchboxen.

Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) – amorphes Material

Verfügbar unter EBMiA.pl >https://www.ebmia.pl/2770-abs

Materialeigenschaften
Hart, plastisch auch bei -40 °C, hohe Temperaturwechselbeständigkeit je nach Typ, beständig gegen niedrige oder hohe (+ 150 °C) Temperaturen, undurchsichtig, relativ witterungsbeständig, geringe Wasseraufnahme, gesundheitlich unbedenklich uneingeschränkt,

Beständigkeit gegen:
Säuren, Laugen, Kohlenwasserstoffe, Öle, Fette.

Kein Widerstand gegen:
Aceton, Ether, Ethylbenzol, Ethylchlorid, Ethylenchlorid, Anilin, Anisöl

Polypropylen (PP) – teilkristallines Material

Verfügbar unter EBMiA.pl >https://www.ebmia.pl/2769-pp-polipropylen

Materialeigenschaften
Das Material ist härter und temperaturbeständiger als PE, weist jedoch eine geringere Beständigkeit gegenüber niedrigen Temperaturen auf. Hart, schwer, spröde, sehr gute elektrische Eigenschaften, gesundheitlich einwandfrei.

Beständigkeit gegen:
Säuren, Laugen, Salzlösungen, Alkohol, Benzin, Fruchtsäfte und Öle.

Kein Widerstand gegen:
Chlorierte Kohlenwasserstoffe. Kontakt mit Kupfer vermeiden

Krampf:
1,2 – 2,2 %

Namen austauschen:
Novolen, Vestolen P, Moplen, Stamylan P

Anwendungsbeispiele:
Getriebe, Abdeckungen, Gehäuse, Verpackungen

Polyacetal (POM) – teilkristallines Material

Verfügbar unter EBMiA.pl >https://www.ebmia.pl/2766-pom-poliacetal

Materialeigenschaften
Hart, steif, plastisch, bruchsicher, hohe Formstabilität unter Hitzeeinwirkung, hohe Abriebfestigkeit, gute Gleitfähigkeit, geringe Feuchtigkeitsaufnahme, gesundheitlich unbedenklich, einsetzbar bei Temperaturen bis -40 C.

Beständigkeit gegen:
Schwache Säuren, schwache Laugen, Benzin, Benzol, Öle, Alkohole.

Kein Widerstand gegen:
Starke Säuren, oxidierende Stoffe.

Materialerkennung:
Entzündlich, leicht bläuliche Flamme, fällt tropfenweise ab und brennt weiter, stechender, formaldehydähnlicher Geruch.

Krampf:
OK. 2 %

Namen austauschen:
Hostaform, Delrin, Ultraform, Tenac

Anwendungsbeispiele:
Schrauben, Muttern, Zahnräder, Elemente von Haushaltsgeräten.

Polymethylmethacrylat (PMMA) – amorphes Material

Verfügbar unter EBMiA.pl >https://www.ebmia.pl/2782-pmma-plexi-plexiglass

Materialeigenschaften
Hart, spröde, hohe Festigkeit, kratzfest, glasig-transparent, schöne Optik, hoher Glanz, hohe Witterungsbeständigkeit, sehr fleckenempfindlich, gesundheitlich einwandfrei.

Beständigkeit gegen:
Schwache Säuren, schwache Laugen, Fette, Öle.

Kein Widerstand gegen:
Starke Säuren und Laugen, Chlorkohlenwasserstoffe, Spannungsrissgefahr.

Materialerkennung:
Leicht entflammbar, brennt hell, auch nach Entfernen des Brandherdes, knisternde Flamme, leicht rauchig, süßlicher, an Früchte erinnernder Geruch.

Krampf:
0,4 - 0,8 %, je nach Typ.

Namen austauschen:
Plexiglas, Diakon, Resarit, Degalan, Oroglas

Anwendungsbeispiele:
Flugzeugfenster, Linsen, Scheinwerfergläser, Elemente von Maschinen und Musikinstrumenten, Lampenabdeckungen

Polycarbonat (PC) – amorphes Material

Verfügbar unter EBMiA.pl >https://www.ebmia.pl/2781-pc-poliweglan

Materialeigenschaften
Hart, steif, mit hoher Schlagzähigkeit bis -100 C, hohe Formstabilität unter Hitzeeinwirkung, glasig-transparent, physiologisch einwandfrei.

Beständigkeit gegen:
Öl, Benzin, verdünnte Säuren, Alkohol.

Kein Widerstand gegen:
Starke Säuren, Laugen, Benzol.

Materialerkennung:
Schwer entflammbar, verlöscht außerhalb einer Flamme, brennt hell, erzeugt Ruß, Verkohlungen, Blasen und einen phenolähnlichen Geruch.

Krampf:
0,7 - 0,8 %, 0,1 - 0,5 % für PC-GV.

Namen austauschen:
Makrolon, Lexan, Kaliber

Anwendungsbeispiele:
Flaschen, Hüllen, Behälter, Elemente von Haushaltsgeräten.

Polyvinylchlorid (PVC/PVC) – ein amorphes Material

Verfügbar unter EBMiA.pl >https://www.ebmia.pl/2771-pvc-polichlorek-winylu

Materialeigenschaften
Starr, hart, transparent bis undurchsichtig, gut zum Kleben und Schweißen geeignet, physiologisch einwandfrei.

Beständigkeit gegen:
Säuren, Laugen, Öle, Fette, Benzin.

Kein Widerstand gegen:
Benzol, Ketone, Ester, Färbemittel.

Materialerkennung:
PVC brennt mit einer Flamme mit grünem Rand, leicht spritzend, einem salzsäureähnlichen Geruch.

Krampf:
0,5 – 0,7 %

Namen austauschen:
Hostalit, Solvic, Vestolit

Anwendungsbeispiele:
Rohre für Industrie, Baumaterialien, Behälter.

Polyethylen (PE) – teilkristallines Material

Verfügbar unter EBMiA.pl >https://www.ebmia.pl/2768-pe-polietylen

Materialeigenschaften
Von geschmeidig bis weich, je nach Dichte; kältebeständig bis -40 °C, gute Schlagfestigkeit, gute elektrische Eigenschaften, geringe Wasseraufnahme, gesundheitlich einwandfrei, nicht resistent gegen das Eindringen von Aromen.

Beständigkeit gegen:
Säuren, Laugen, Öle, Lösungsmittel, Alkohol, Benzin, Wasser, Fruchtsäfte, Öl.

Kein Widerstand gegen:
Aromatische Verbindungen, chlorierte Kohlenwasserstoffe (Gefahr von Spannungsrissen).

Materialerkennung:
PE ist brennbar, tropft und brennt weiter, brennt mit heller Flamme mit blauem Kern, riecht ähnlich wie Paraffin (geschmolzene Kerze).

Anwendungsbeispiele:
Haushaltsgegenstände, Eimer, Behälter, Rohre, Spielzeug.

Krampf:
1,5 - 2 %, hohe Schrumpfung, hohe Detailverzerrung.

Namen austauschen:
Hostalen, Novolen, Lupolen, Vestolen, Moplen, Stamylan, Baylon

Anwendungsbeispiele:
Folien, Verpackungen, Behälter, Flaschen, Tuben

Polyamid (PA) – amorphes Material

Verfügbar auf EBMiA.pl:

https://www.ebmia.pl/2764-pa-6-poliamid-wytlaczany
https://www.ebmia.pl/2765-pa-6-g-poliamid-odlewany

Materialeigenschaften
Kunststoff mit gleichmäßiger Luftfeuchtigkeit (2 – 3 %). Im trockenen Zustand spröde. Hart, steif, abriebfest, gute Gleitfähigkeit, gelblich, deckend, gut einfärbbar, gesundheitlich einwandfrei, schweißbar, zum Kleben geeignet.

Beständigkeit gegen:
Öle, Benzin, Benzol, Laugen, Lösungsmittel, Chlorkohlenwasserstoffe, Ester, Ketone, Wasser.

Kein Widerstand gegen:
Ozon, Salzsäure, Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid.

Materialerkennung:
PE ist brennbar, brennt auch nach Entfernung des Brandherdes, tropft mit Blasen, bildet Fasern, brennt mit bläulicher Flamme mit gelbem Rand, Geruch ähnlich verbrannter Hornmasse.

Namen austauschen:
Durethan, Ultramid, Rilsan. Trogamid T, Vestamid, Zytel, Maranyl, Akulon, Begamid, Capron, Girlon, Schulamid, Technyl

Anwendungsbeispiele:
Zahnräder, Elemente von Haushaltsgeräten.

Die Verwendung von Kunststoffen

Kunststoffe gibt es in vielen Formen, sie lassen sich leicht in eine vielfältige und gewünschte Form bringen und mit anderen Materialien kombinieren. Die Modifizierung von Kunststoffen durch Zugabe anderer Materialien zielt darauf ab, die Parameter im Zusammenhang mit Flexibilität und Zugfestigkeit des hergestellten Produkts zu stärken. Im Alltag beschäftigt sich jeder von uns mit Produkten der sogenannten. Plastik. Sie werden sehr häufig in Haushaltsgeräten eingesetzt. Einige Kunststoffe sind transparent und können daher zur Herstellung optischer Geräte verwendet werden. Die Einsatzmöglichkeiten von Kunststoffen sind praktisch unbegrenzt. Durch den Einsatz hoher Temperaturen der Muffenwände beim Einspritzvorgang und deren entsprechende Oberfläche ist es möglich, hochglänzende Details zu erzielen. Es wird bei der Herstellung von Handyhüllen, Tablets, Laptops und Haushaltsgeräten verwendet. Sie sind ein Material, das es Ihnen ermöglicht, Lösungen zu schaffen, die auf verschiedene Versorgungsanforderungen zugeschnitten sind, und eine Quelle der Innovation in verschiedenen Industriezweigen und vielen Lebensbereichen darstellen. Allerdings fragt sich kaum jemand, wie es gemacht wurde. Eine der Methoden zur Verarbeitung von Kunststoffen istHerstellung von SpritzgussformenvonInjektion. Es handelt sich um einen Prozess der spanlosen Bearbeitung von Materialien, bei dem durch Spritzgießen nicht nur eine bestimmte Form, sondern auch eine bestimmte Struktur erhalten wird. Die größten Vorteile dieser Produktionsart sind eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit der Produkte und die Möglichkeit, Elemente mit einer komplizierten Struktur herzustellen, die mit anderen Fertigungsmethoden oft nicht erreichbar ist. Maschinen zur Kunststoffverarbeitung sind Spritzgießmaschinen. Die Hauptaufgabe dieser Geräte besteht darin, den Kunststoff in einen plastischen Zustand zu bringen und damit die Hohlräume der Spritzgussform zu füllen, wo der Kunststoff erstarrt und dann in Form eines Formteils entnommen wird.

Kunststoffe können wie Metalle in sogenannter Form angeordnet werden Materialpyramide. Das Fundament besteht aus Standardmaterialien, die in großen Mengen hergestellt werden. Im nächsten Bereich gibt es technische Kunststoffe und ganz oben technische Kunststoffe mit besonderen Eigenschaften. Je höher man schaut, desto größer ist die Festigkeit und Steifigkeit der Materialien. Am sichtbarsten ist jedoch die Steigerung der Hitzebeständigkeit, der chemischen Beständigkeit und der Formbeständigkeit bei erhöhten Einsatztemperaturen. Es ist bekannt, dass mit der Steigerung der Materialqualität auch der Preis steigen muss.

Kunststoffabbau

Das Hauptkriterium für die Trennung von Kunststoffen ist deren Trennung aufgrund der elastoplastischen Eigenschaften des Materials. Es gibt Elastomere, d. h. Materialien mit einer hohen Verformungs- und Dehnfähigkeit um mehr als 100 % ihrer ursprünglichen Abmessungen unter Beibehaltung ihrer elastischen Eigenschaften. Zu dieser Gruppe gehören natürliche und synthetische Kautschuke. Die zweite Gruppe sind Plastomere, deren elastische Dehnung 100 % des Ausgangsmaßes nicht überschreitet.

In der Praxis wird am häufigsten die Einteilung verwendet, die Kunststoffe nach Sicht und Verhalten bei erhöhten Temperaturen einteilt. Thermoplaste sind bei Raumtemperatur sehr flexibel. Sie lassen sich sehr gut verarbeiten, da sie bei steigender Temperatur leicht flüssig werden. Leider kommt es mit der Temperaturerhöhung zu erheblichen Veränderungen in Bezug auf die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Materialien. Die Zugfestigkeit nimmt deutlich ab. Im Gegensatz zu anderen Kunststoffen zeichnen sie sich durch instabile Maßtoleranzen aus. Dies liegt an der Diskrepanz in den Werten der Verarbeitungsschrumpfung sowie an der geringen Hitzebeständigkeit.

Der Einsatz von Zusatz- und Hilfsstoffen ermöglicht die Erfüllung der Anforderungen an Kunststoffe. Solche Modifikationen ermöglichen es, das gewünschte Material zu erhalten, das bestimmte Funktionen erfüllt. Der Anteil dieser Bestandteile im Kunststoff kann zwischen einem Bruchteil und mehreren zehn Prozent liegen. Die am häufigsten verwendeten Add-ons sind:

– Füllstoffe (Glas-, Aramid- oder Kohlenstofffasern), deren Aufgabe es ist, die Festigkeit und elektrischen Isolationseigenschaften des Materials zu erhöhen,

– Weichmacher, die zur Verbesserung der plastischen Eigenschaften des Materials hinzugefügt werden,

– Farbstoffe und Pigmente, geben dem Material die richtige Farbe,

– Stabilisatoren, verhindern Oxidation und Zersetzung des Rohmaterials,

– Treibmittel, die zur Erzielung einer porösen Struktur verwendet werden,

– Materialien, die die Entflammbarkeit von Kunststoffen verringern.

Die kunststoffverarbeitende Industrie spielt eine sehr wichtige Rolle für die Entwicklung der Wirtschaft. In Branchen wie der Automobilindustrie, der Medizin, der Luftfahrt oder der Elektrotechnik- und Elektronikindustrie werden Kunststoffelemente als Innovation eingeführt. Dies ist auf die dynamische Entwicklung ihrer Verarbeitungstechnologie zurückzuführen. Das Ziel jeder Kunststoffproduktion ist das Streben nach bester ProduktqualitätProduktionskosten so gering wie möglich zu halten.

Verschiedene Arten von Kunststoffen sind im EBMiA.pl-Shop erhältlich unter: https://www.ebmia.pl/2763-tworzywa-sztuczne-i-metale

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