Werkstofftechnik 1: Kunststoffe
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Questions and Answers

Wie wird die Spannung im Burger-Modell dargestellt?

  • Durch eine Feder
  • Durch eine Kombination aus Feder und Dämpfer (correct)
  • Durch einen Dämpfer
  • Durch eine Masse

    • Welche Form der Dehnung wird im Burger-Modell berücksichtigt?

  • Keine Dehnung
  • Nur viskose Dehnung
  • Nur elastische Dehnung
  • Elastische und viskose Dehnung kombiniert (correct)

    • Was beschreibt der 'irreversible Anteil' der Dehnung im Burger-Modell?

  • Die dauerhafte Veränderung der Form des Werkstoffs nach Belastung (correct)
  • Die elastische Dehnung, die sofort nach Belastung auftritt
  • Die Dehnung, die sich über die Zeit proportional zur Belastung erhöht
  • Die zeitabhängige Rückdehnung des Werkstoffs

    • Welche Aussage zum rein viskosen Verhalten von Materialien trifft zu?

    <p>Die Dehnung ist proportional zur Zeit. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Komponente im Burger-Modell ist für die reversible Dehnung verantwortlich?

    <p>Die Feder (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Material zeigt das Maxwell-Modell?

    <p>Ein Material mit sowohl elastischen als auch viskosen Eigenschaften. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn ein Werkstoff im Burger-Modell vollständig entlastet wird?

    <p>Der Werkstoff kehrt teilweise in seinen ursprünglichen Zustand zurück, behält aber eine bleibende Dehnung (C)</p> Signup and view all the answers

    Warum ist das Burger-Modell ein wichtiges Werkzeug für die Kunststofftechnik?

    <p>Es erklärt das Verhalten von Kunststoffen unter zeitabhängiger Belastung und Temperaturwechsel (B)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert im Maxwell-Modell, wenn eine konstante Spannung aufgebracht wird?

    <p>Die Dehnung nimmt zunächst schnell zu und dann langsamer. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Unterschied zwischen dem rein viskosen Verhalten und dem elastisch-viskosen Verhalten?

    <p>Beim rein viskosen Verhalten besteht keine Rückstellkraft. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Dehnungsantwort entspricht der Situation '4' im Burger-Modell?

    <p>Rein elastische Dehnungsantwort (C)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Situation '5' im Burger-Modell?

    <p>Die bleibende Verformung, die nach dem Entfernen der Last verbleibt (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches der beiden Materialien - Öl oder Kunststoffschmelze - zeigt ein rein viskoses Verhalten?

    <p>Öl (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches der beiden Materialien - Öl oder Kunststoffschmelze - zeigt ein elastisch-viskoses Verhalten?

    <p>Kunststoffschmelze (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Parameter ηv im Maxwell-Modell?

    <p>Die Viskosität (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie würde sich der Verlauf der Dehnung im Maxwell-Modell verändern, wenn die Viskosität ηv erhöht wird?

    <p>Die Dehnung würde langsamer zunehmen. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Bereiche ist durch die größte Steifigkeit gekennzeichnet?

    <p>EGEB (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage zur Fließgrenze (Tf) ist korrekt?

    <p>Oberhalb der Fließgrenze (Tf) fließen die Polymerketten aneinander vorbei. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie verhält sich das E-Modul im Entropieelastischen Bereich (EPEB)?

    <p>Es nimmt linear mit zunehmender Temperatur ab. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches Material zeigt die höchste Fließtemperatur (Tf)?

    <p>PC (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen zur Glasübergangstemperatur (Tg) ist richtig?

    <p>Die Tg markiert den Übergang vom EGEB in den HEB. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Schmelzpunkt des Materials laut der DSC Messung?

    <p>226,39 °C (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Temperatur beschreibt den Beginn der Glasumwandlung des Materials?

    <p>130,38 °C (B)</p> Signup and view all the answers

    Bei welcher Temperatur liegt der Mittelwert der Glasumwandlung des Materials?

    <p>80,53 °C (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Einheit wird für die Normalisierte Integralfläche in der DSC Messung verwendet?

    <p>Jg^-1 (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie groß ist die maximale Temperatur, die während der DSC Messung erreicht wurde?

    <p>300 °C (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Heizrate wurde für die DSC Messung verwendet?

    <p>20,00 °C/min (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Gas wurde während der DSC Messung verwendet?

    <p>Stickstoff (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie hoch ist die Masse des Materials, das in der DSC Messung verwendet wurde?

    <p>6,1400 mg (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt die DSC Methode am besten?

    <p>Eine Methode zur Untersuchung von Phasenumwandlungen und thermodynamischen Eigenschaften von Materialien (B)</p> Signup and view all the answers

    Wann wurde die DSC Messung durchgeführt?

    <p>12.2.2022 (C)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Werkstoff hat eine Schmelztemperatur von etwa 160 °C?

    <p>PP (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Temperaturspanne beschreibt die Glasübergangstemperatur von Polyamid (PA)?

    <p>+30 bis 50 °C (B)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Glasübergangstemperatur (Tg) für Silikon (VMQ)?

    <p>-100 °C (C)</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Bereiche beschreibt den Hauptweichungsbereich (HEB)?

    <p>Haupterweichungs-Bereich (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaften sind für den E-Modul von Elastomeren am relevantesten?

    <p>Temperatur und chemische Struktur (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie hoch ist die Zersetzungstemperatur von Fluorkautschuk (FKM)?

    <blockquote> <p>300 °C (C)</p> </blockquote> Signup and view all the answers

    Welcher elastomere Werkstoff hat eine Einsatztemperatur um -5 °C?

    <p>FKM (A)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Zustand ist nicht Teil der Temperaturabhängigkeit der Werkstoffe?

    <p>Starrkörperbereich (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen ist richtig: Die Dehnungsantwort eines elastisch gedämpften Materials im Voigt-Kelvin Modell ...

    <p>zeigt einen stetigen Anstieg der Dehnung über die Zeit, wobei die Geschwindigkeit des Anstiegs durch die Viskosität bestimmt wird. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Materialien ist kein gutes Beispiel für ein elastisch gedämpftes Material im Voigt-Kelvin Modell?

    <p>Metall (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird der Zeitpunkt t Ende im Voigt-Kelvin Modell bestimmt?

    <p>Wenn die Last von dem Material entfernt wird. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten das viskoelastische Verhalten eines Materials?

    <p>Das Material zeigt sowohl elastische als auch viskose Merkmale. (D)</p> Signup and view all the answers

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

    <p>Das Burger Modell ist eine Erweiterung des Voigt-Kelvin Modells und enthält daher eine zusätzliche Komponente, die viskose Relaxation darstellt. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen trifft nicht auf das viskoelastische Verhalten von thermoplastischen Kunststoffen bei Raumtemperatur zu?

    <p>Die Dehnungsantwort von thermoplastischen Kunststoffen ist unabhängig von der Belastungsverlauf. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Komponenten des Burger Modells wird direkt mit der viskosen Relaxation eines Materials in Verbindung gebracht?

    <p>ηv - Viskositätsfaktor (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Annahmen ist falsch im Zusammenhang mit den dargestellten Modellen?

    <p>Das Voigt-Kelvin Modell beschreibt das Verhalten <strong>eines</strong> viskoelastischen Materials. (B)</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Vorlesung Werkstofftechnik 1

    • Die Vorlesung Werkstofftechnik 1 wurde von Dr.-Ing. Lutwin Spix gehalten.
    • Die Materialien dienen nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL.
    • Die Foliensammlung ist eine Zusammenfassung der behandelten Themen in der Vorlesung.
    • Der Inhalt der Vorlesung wurde von Herrn Prof. Dr. Barth erarbeitet.
    • Die Nutzung der Materialien zu anderen Zwecken als Lehrveranstaltungen an der TH-OWL ist untersagt.
    • Die Folien wurden unter Mithilfe von Herrn Jens Mannel erstellt.

    Aufbau der Kunststoffe

    • Copolymere und Blends sind Unterteilungen der Kunststoffe.
    • Die Kunststoffe lassen sich in Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste unterteilen.
    • Copolymere bestehen aus mindestens zwei Monomeren.
    • Blends sind Polymermischungen.
    • Homopolymere bestehen aus einer einzigen Monomereinheit und können amorph oder teilkristallin sein.
    • Blockcopolymere haben zwei oder mehr Monomerarten in Blöcken.
    • Die Phasen der Blockcopolymere sind durch chemische Vernetzung verbunden.
    • Beispiele für Copolymere sind Styrol-Butadien-Blockcopolymer, SAN, EVA, SBR (SBC), NBR und PA.
    • Beispiele für Blockcopolymere sind TPE-S, TPE-O, TPE-U, TPE-E.
    • Pfropfcopolymere haben eine seitliche chemische Vernetzung zwischen den Ketten.
    • Beispiele für Pfropfcopolymere sind ABS und ASA.
    • Polymermischungen sind physikalische Mischungen im geschmolzenen Zustand

    Zeitabhängiges Werkstoffverhalten

    • Kunststoffe verhalten sich bei Belastung anders als Metalle, da sie einen anderen molekularen Aufbau und thermischen Zustandsbereiche haben.
    • Unter Last können sich Molekülketten in Lastrichtung ausrichten, langsam entschlaufen oder aneinander abgleiten - dies nennt man viskoelastisches Verhalten.
    • Es gibt verschiedene Modelle (Hooke'sches Modell, Newton´sches Gesetz, Maxwell Modell, Voigt-Kelvin Modell, Burger Modell) die unterschiedliche Aspekte des viskoelastischen Verhaltens beschreiben

    Weitere Informationen aus dem Inhaltsverzeichnis

    • Einführung Werkstofftechnik
    • Historie von Werkstoffen und Kunststoffen
    • Wirtschaftliche Bedeutung
    • Wichtigste Werkstoffeigenschaften
    • Kunststoffe im Vergleich
    • Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge, Vernetzungsarten)
    • Zeitabhängiges Werkstoffverhalten
    • Temperaturabhängiges Werkstoffverhalten
    • Elektrische und optische Eigenschaften
    • Kunststoffe in der Schmelze
    • Alterung von Kunststoffen
    • Recycling und Ökologie (Kunststoffe)

    Vorteile/Nachteile von Copolymeren

    • Vorteile: Eigenschaften kombinierbar, breiteres Einsatzspektrum, leichter verarbeitbar, recyclingfreundlich.
    • Nachteile: teuer, Verbindung problematisch, schwieriger verarbeitbar (Schmelztemperaturen) als Standardthermoplaste

    Temperaturabhängiges Werkstoffverhalten

    • Die Eigenschaften von Kunststoffen ändern sich stark mit der Temperatur.
    • Zwischen den thermischen Zustandsbereichen liegen Übergangsbereiche (z.B. Glasübergang, Schmelzbereich).
    • Die thermischen Zustandsbereiche sind Energieelastischer Bereich, Entropieelastischer Bereich und Fließbereich.
    • Unterschiedliche Kunststoffgruppen verhalten sich unterschiedlich in diesen Bereichen.
    • DSC (Differential Scanning Calorimetrie) wird zur Materialidentifizierung verwendet.

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    Description

    Dieses Quiz behandelt die Grundlagen der Kunststoffe, einschließlich ihrer Klassifikationen wie Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste. Zudem werden Copolymere und Blends sowie deren Eigenschaften und Unterteilungen erklärt. Es ist eine ideale Vorbereitung für Studierende der Werkstofftechnik an der TH-OWL.

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