Kunststoffe: Copolymere und Blockcopolymere

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Questions and Answers

Welcher Begriff beschreibt die Eigenschaft von TPE-S, TPE-O, TPE-U und TPE-E?

Elastomere

Duroplaste

Thermoplastische Elastomere (correct)

Thermoplaste

Was ist der Unterschied zwischen einem Copolymer und einem Blockcopolymer?

Ein Copolymer besteht aus zwei oder mehr verschiedenen Monomeren, während ein Blockcopolymer nur aus einem Monomeren besteht.

Ein Copolymer hat eine unregelmäßige Anordnung der Monomere, während ein Blockcopolymer eine regelmäßige Anordnung in Blöcken hat. (correct)

Ein Copolymer hat eine regelmäßige Anordnung der Monomere, während ein Blockcopolymer eine unregelmäßige Anordnung hat.

Ein Copolymer besteht aus einem einzigen Monomeren, während ein Blockcopolymer aus zwei oder mehr verschiedenen Monomeren besteht.

Auf welches Merkmal eines Block-Copolymers haben die Monomeranteile einen starken Einfluss?

Schmelztemperatur

Dichte

Mechanische Eigenschaften (correct)

Chemische Beständigkeit

Welche Eigenschaft eines Block-Copolymers wird in der Grafik auf Seite 9 dargestellt?

Zugfestigkeit (C) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Kunststoffe sind Beispiele für Copolymere?

SAN, EVA, SBR (A) Signup and view all the answers

Welche beiden Monomertypen bilden ein SBC Blockcopolymer?

Styrol und Butadien (A) Signup and view all the answers

Welcher Begriff bezeichnet die Anordnung von zwei Monomeren in Blöcken innerhalb einer Kette?

Blockcopolymer (D) Signup and view all the answers

Welches der folgenden Materialien ist KEIN Beispiel für ein thermoplastisches Elastomer (TPE)?

PBT (C) Signup and view all the answers

Welches Material ist ein Beispiel für ein elastisch gedämpftes Verhalten im Voigt-Kelvin Modell?

Elastomer (D) Signup and view all the answers

Was ist die charakteristische Eigenschaft eines elastisch gedämpften Materials im Voigt-Kelvin Modell?

Die Dehnung hängt von der Zeit ab. (D) Signup and view all the answers

Was ist der Unterschied zwischen dem Voigt-Kelvin-Modell und dem Burger-Modell?

Das Burger-Modell berücksichtigt sowohl elastisches als auch viskoses Verhalten. (D) Signup and view all the answers

Welche Art von Material wird in der Regel durch das Burger-Modell beschrieben?

Thermoplaste (C) Signup and view all the answers

Welche Komponente im Burger-Modell repräsentiert das viskose Verhalten?

ηv (A) Signup and view all the answers

Was beschreibt der Term 'ε(tE)' in den Diagrammen?

Die Dehnung bei konstanter Spannung. (D) Signup and view all the answers

Welche Eigenschaften eines Materials werden durch das Voigt-Kelvin-Modell und das Burger-Modell beschrieben?

Viskosität und Elastizität. (C) Signup and view all the answers

Welches Modell beschreibt die zeitabhängige Dehnung von Materialien bei Raumtemperatur?

Burger-Modell (B) Signup and view all the answers

Was sind die Hauptmerkmale von Homopolymeren?

Teilweise kristallin oder amorph (C) Signup and view all the answers

Welches dieser Materialien ist ein Beispiel für ein Copolymer mit alternierenden Monomeren?

PA (D) Signup and view all the answers

Welcher dieser Vorteile gehört nicht zu Copolymeren?

Immer kostengünstig (A) Signup and view all the answers

Was sind die thermischen Zustandsbereiche von Kunststoffen?

Energieelastischer Bereich, Entropieelastischer Bereich, Fließbereich (A) Signup and view all the answers

Was beschreibt den Begriff 'Polymerblends'?

Zwei Monomere physikalisch vermischt (D) Signup and view all the answers

Was beschreibt die Glasübergangstemperatur (Tg)?

Den Temperaturbereich, in dem ein amorpher Kunststoff elastisch wird (D) Signup and view all the answers

Was sind die Grenzen zwischen thermischen Zustandsbereichen?

Übergangsbereiche (B) Signup and view all the answers

Welches ist ein Nachteil von Copolymeren?

Teuer in der Herstellung (D) Signup and view all the answers

Was ist eine Eigenschaft von Propfcopolymeren?

Chemische Vernetzung zwischen Ketten (D) Signup and view all the answers

Wie verhalten sich die Eigenschaften von Kunststoffen in den thermischen Zustandsbereichen?

Es gibt erhebliche Unterschiede zwischen den Zustandsbereichen (B) Signup and view all the answers

Was sind typische Herausforderungen bei der Verarbeitung von Copolymeren?

Probleme bei der Verbindung (C) Signup and view all the answers

Was bedeutet die Schmelztemperatur (Tm)?

Die Temperatur, bei der der Kunststoff in einen flüssigen Zustand übergeht (B) Signup and view all the answers

Welches dieser Materialien hat die Eigenschaft von Recyclingfreundlichkeit?

Copolymere (A) Signup and view all the answers

Was sind Elastomere im Kontext von Kunststoffen?

Flexible und dehnbare Materialien (D) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Temperaturen bezieht sich auf die Zersetzung eines Kunststoffs?

Tz (B) Signup and view all the answers

In welchem Bereich sind die Eigenschaften von Thermoplasten stabil?

Energieelastischer Bereich (B) Signup and view all the answers

Was beschreibt die Tg in Bezug auf Werkstoffe?

Die Glastemperatur eines Werkstoffs. (C) Signup and view all the answers

Was beschreibt der Begriff E-Modul?

Die Fähigkeit eines Werkstoffs, sich elastisch zu verformen. (D) Signup and view all the answers

Welcher Werkstoff hat die höchste Einsatztemperatur?

PF mit ~ + 150°C. (A) Signup and view all the answers

Was bedeutet der Begriff 'endotherm' in der Materialidentifikation mittels DSC?

Es wird Wärme aus der Umgebung aufgenommen. (D) Signup and view all the answers

Was ist das Hauptziel der Differential Scanning Calorimetrie (DSC)?

Die Analyse von Wärmeänderungen in Materialien. (D) Signup and view all the answers

Welcher der folgenden Bereiche entspricht dem Hauptweichenbreich (HEB) in der Temperaturkurve?

~ + 100°C bis ~ + 150°C. (C) Signup and view all the answers

Welcher Zustand wird durch den Fließbereich eines Kunststoffs definiert?

Ein plastischer Zustand. (B) Signup and view all the answers

In welchem Temperaturbereich ist der EPEB (Entropieelastischer Bereich) zu finden?

100°C bis 200°C. (A) Signup and view all the answers

Was beschreibt die Glasumwandlung im dargestellten Graphen für PET?

Der Prozess, bei dem PET seine Struktur verändert. (D) Signup and view all the answers

Welcher Wert repräsentiert die Onset-Temperatur der Glasumwandlung von PET?

72,04 °C (B) Signup and view all the answers

Was ist der Integralwert der exothermen Reaktion in dem gegebenen DSC-Diagramm für PET?

-233,76 mJ (D) Signup and view all the answers

Was geschieht bei der exothermen Reaktion im DSC-Messverfahren?

Wärme wird freigesetzt. (B) Signup and view all the answers

Welche Temperatur stellt den Peak der erfassten exothermen Reaktion dar?

142,58 °C (D) Signup and view all the answers

Welche Temperatur zeigt die Onset der exothermen Kristallisation für PET an?

130,38 °C (B) Signup and view all the answers

Was bedeutet der Begriff 'Mittelpunkt' in Bezug auf das DSC-Diagramm?

Die Hälfte zwischen Onset und Peak. (A) Signup and view all the answers

Wie wird das Integral der endothermen Reaktion in der DSC-Messung von PET dargestellt?

Negativ (D) Signup and view all the answers

Was ist ein typisches Merkmal der DSC-Messung bei PET?

Temperaturabhängige Phasenwechsel. (C) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt korrekt die Temperaturbereiche der DSC-Messung für PET?

Es gibt sowohl exotherme als auch endotherme Reaktionen. (B) Signup and view all the answers

Study Notes

Vorlesung Werkstofftechnik 1

Die Vorlesung wurde von Dr.-Ing. Lutwin Spix gehalten
Die Foliensammlung dient als Zusammenfassung und ersetzt nicht den Vorlesungsbesuch.
Die Struktur und der Inhalt wurden von Herrn Prof. Dr. Barth erarbeitet.
Die Folien sind nur für Lehrzwecke an der TH-OWL zulässig.

Vorwort

Die Foliensammlung fasst die behandelten Themen zusammen.
Die Folien wurden mit Unterstützung von Herrn Jens Mannel erstellt.
Die Nutzung der Folien ist ausschließlich für Lehrzwecke an der TH-OWL bestimmt.
Jegliche weitere Verwendung ist urheberrechtlich untersagt.

Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge...)

Copolymere, Blends: Unterteilung der Kunststoffe in Thermoplast, Elastomer, Duroplast.
Copolymer/Blends: Visualisierte Darstellung von Copolymeren und Blends mit unterschiedlichen Strukturen.
Homopolymere: Homopolymere bestehen aus nur einer Monomereinheit.
Beispiele: Beispiele für amorphe und teilkristalline Homopolymere sind aufgeführt (z.B. PS, PMMA, PC, PVC, PSU, PE, PP, POM, PTFE, PET, BR, IR, PBT).
Blockcopolymere: Zwei oder mehr Monomerarten in Blöcken in einer Kette.
Struktur: Mehrphasen, Phasen durch chemische Vernetzung verbunden.
Beispiele: TPE-S, TPE-O, TPE-U, TPE-E (Thermoplastische Elastomere)
Copolymere: Zwei oder mehr Monomerarten in unregelmäßigen (statistischen) oder regelmäßigen (alternierenden) Mustern.
Beispiele: SAN, EVA, SBR (SBC), NBR, PA (Beispiele für unegelmäßige Strukturen).
Blockcopolymer (SBC): Eigenschaften wie Zugspannung und Dehnung im Vergleich zu reinem PS.
Blockcopolymer (SBC): Auswirkung der Monomeranteile auf den E-Modul.
Pfropfcopolymere: Seitliche chemische Vernetzung zwischen den Ketten.
Beispiele: ABS, ASA
Polymerblends: Zwei verschiedene Polymere werden mechanisch vermischt.

Zusätzliche Themen

Zeitabhängiges Werkstoffverhalten: Unterschiedliches Verhalten von Kunststoffen gegenüber Metallen bei Belastung.
Ursachen: Molekularer Aufbau und thermische Zustände.
Viskoelastizität: Molekülkettensegmente richten sich aus, Molekülketten entschleunigen, Molekülketten verschieben sich.
Viskoelastisches Verhalten: Verhalten von Kunststoffen unter Belastung, berücksichtigt elastische und viskose Komponenten.
Modell: Modelle zur Beschreibung des viskoelastischen Verhaltens von Kunststoffen. (Maxwell, Voigt-Kelvin, Burger).
Retardation (Kriechen): Dauerhafte Verformung unter konstanter Belastung.
Relaxation (Entspannung): Zurücksetzen der Spannung in einer bestimmten Zeit.
Viskoelastisches Werkstoffverhalten: Verhalten von Kunststoffen unter Last auf verschiedene Weise.

Temperaturabhängigkeit des Werkstoffverhaltens

Thermische Zustandsbereiche: Unterschiedliches Verhalten der Kunststoffe in verschiedenen Temperaturbereichen.
Übergangsbereiche: Die Übergänge zwischen den thermischen Zustandsbereichen weisen erhebliche Veränderungen auf.
Haupterweichungsbereich (Glasübergang): Energieelastischer und Entropieelastischer Bereich, Fließbereich.
Thermisches Verhalten Zusammenfassung: Tabellen mit verschiedenen Materialklassen, Charakteristiken und Temperaturen (z.B. Tg, Tm).
DSC (Differential Scanning Calorimetrie): Verfahren zur Bestimmung physikalischer Eigenschaften von Materialien, dargestellt anhand von Diagrammen (endotherm/exotherm, Aufheizung/Abkühlung) u.a.

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Description

Dieses Quiz behandelt die Eigenschaften und Unterschiede von TPE-S, TPE-O, TPE-U und TPE-E. Außerdem werden die Merkmale von Copolymeren und Blockcopolymeren sowie deren Verhaltensweisen im Voigt-Kelvin und Burger-Modell untersucht. Teste dein Wissen über thermoplastische Elastomere und deren Anwendungen.