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Questions and Answers

Was passiert mit Polymerketten bei höheren Temperaturen unter Krafteinwirkung?

  • Sie bilden feste Kristalle.
  • Sie gleiten aneinander vorbei. (correct)
  • Sie vernetzen sich stärker.
  • Sie verkürzen sich.
  • Welche Eigenschaft von Polymerschmelzen ermöglicht das Fließen?

  • Die starke Vernetzung der Polymerketten.
  • Die hohe Viskosität der Schmelze.
  • Die feste Struktur der Polymerketten.
  • Die Fähigkeit der Ketten, aneinander vorbeizugleiten. (correct)
  • Welche Belastungen können durch Polymerschmelzen abgebaut werden?

  • Magnetische und elektrische Felder.
  • Scherung, Dehnung und Stauchung. (correct)
  • Druck und Temperatur.
  • Licht und Schall.
  • Was entsteht durch die Wandhaftung einer Polymerschmelze in einem Fließkanal?

    <p>Ein Geschwindigkeitsprofil über den Kanalquerschnitt. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wofür steht der Begriff "Rheologie" in Bezug auf Kunststoffschmelzen?

    <p>Die Untersuchung des Fließverhaltens. (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie ändert sich der Schergeschwindigkeitsbereich von Kunststoffen bei höheren Temperaturen?

    <p>Er erweitert sich und die Viskosität ändert sich. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt am besten die Beziehung zwischen Verarbeitungsverfahren und Schergeschwindigkeit?

    <p>Unterschiedliche Verarbeitungsverfahren erzeugen unterschiedliche Schergeschwindigkeitsbereiche. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft der Kunststoffe wird durch höhere Temperaturen beeinflusst?

    <p>Die Viskosität der Schmelze. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was charakterisiert Newtonsche Fleißeigenschaften bei Kunststoffen?

    <p>Die Viskosität bleibt konstant bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Faktor beeinflusst die Viskosität in verschiedenen Verarbeitungsprozessen von Kunststoffen?

    <p>Die Schergeschwindigkeit innerhalb des Prozesses. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Viskosität?

    <p>Den Widerstand gegen Verformung (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Viskosität definiert?

    <p>Quotient aus Schubspannung und Schergeschwindigkeit (C)</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet eine hohe Viskosität?

    <p>Höherer Widerstand gegen Verformung (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Einheit hat die Schergeschwindigkeit?

    <p>[1/s] (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Schubspannung im Zwei-Platten-Modell berechnet?

    <p>τ = F / A (A)</p> Signup and view all the answers

    Was stellt die Formel γ̇ = dv / dy dar?

    <p>Die Schergeschwindigkeit im Zwei-Platten-Modell (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Einheit hat die Viskosität?

    <p>[Pa*s] (D)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei niedriger Viskosität?

    <p>Es gibt geringen Widerstand gegen Verformung (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt am besten das Verhalten von Newton'schen Flüssigkeiten?

    <p>Die Viskosität bleibt unabhängig von der Schergeschwindigkeit. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie verhält sich die Viskosität einer strukturviskosen Flüssigkeit bei steigender Schergeschwindigkeit?

    <p>Sie verringert sich. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Einheit der Viskosität gemäß den gegebenen Werten?

    <p>Pa·s (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie beeinflusst die Höhe der Flüssigkeitssäule die Schubspannung in einer Kapillare?

    <p>Geringere Höhe führt zu geringerer Schubspannung. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt am besten den Begriff 'strukturviskose Flüssigkeit'?

    <p>Sie zeigt eine variable Viskosität entsprechend der Schergeschwindigkeit. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Flüssigkeiten hat die geringste Viskosität bei 23 °C?

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

    Welche Aussage über die Fließgeschwindigkeit trifft nicht zu?

    <p>Fließgeschwindigkeit ist unabhängig von der Scherung. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Effekt tritt auf, wenn die Flüssigkeitssäule in Kreiskapillaren sinkt?

    <p>Die Viskosität η des grünen Mediums steigt an. (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie verändert sich das Fließen des Newton’schen Mediums im Vergleich zum grünen Medium?

    <p>Es bleibt konstant unabhängig von der Flüssigkeitssäule. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit der Schergeschwindigkeit γሶ des grünen Mediums bei sinkender Flüssigkeitssäule?

    <p>Die Schergeschwindigkeit γሶ sinkt. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage trifft auf das Verhalten des strukturell viskosen Mediums bei höheren Schubspannungen zu?

    <p>Es wird überproportional langsamer. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine wichtige Eigenschaft von strukturviskosen Medien im Gegensatz zu Newton’schen Medien?

    <p>Sie zeigen eine deutliche Abhängigkeit von der Schergeschwindigkeit. (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie wirkt sich eine Erhöhung der Viskosität η auf die Fließgeschwindigkeit eines grünen Mediums aus?

    <p>Die Fließgeschwindigkeit sinkt. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Parameter erhöht sich bei einem strukturell viskosen Medium mit abnehmender Schergeschwindigkeit?

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

    Welche Rolle spielt die Schubspannung τ in der Rheologie von polymeren Medien?

    <p>Sie beeinflusst die Fließgeschwindigkeit des Materials. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Strukturviskosität in Bezug auf plastische Medien?

    <p>Sie zeigt komplexes Fließverhalten abhängig von der Schubspannung. (D)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Werkstofftechnik 1

    Die Vorlesung ‚Werkstofftechnik 1‘ behandelt die Eigenschaften und Anwendungen von Werkstoffen, insbesondere Kunststoffen.

    Kunststoff in der Schmelze

    Kunststoffe werden oft in schmelzflüssigem Zustand verarbeitet.

    Aufbau der Kunststoffe

    Kunststoffe bestehen aus Polymeren, die aus miteinander verbundenen Monomeren aufgebaut sind.

    Zeitabhängiges Werkstoffverhalten

    Die Zeitabhängigkeit von Werkstoffeigenschaften beschreibt, wie sich die Eigenschaften eines Werkstoffs mit der Zeit verändern.

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    Temperaturabhängiges Werkstoffverhalten

    Die Temperaturabhängigkeit von Werkstoffeigenschaften beschreibt, wie sich die Eigenschaften eines Werkstoffs mit der Temperatur verändern.

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    Alterung von Kunststoffen

    Alterung von Kunststoffen beschreibt die Veränderung der Eigenschaften eines Kunststoffs über die Zeit.

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    Recycling von Kunststoffen

    Recycling von Kunststoffen ist wichtig, um Ressourcen zu schonen und die Umwelt zu schützen.

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    Wirtschaftliche Bedeutung von Kunststoffen

    Die Wirtschaftliche Bedeutung von Kunststoffen spiegelt sich in der breiten Anwendung und dem hohen Produktionsvolumen wider.

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    Kunststoffschmelze

    Wenn Kunststoffe erhitzt werden, können die Polymerketten unter Krafteinwirkung aneinander vorbeigleiten. Dadurch entsteht eine flüssige Masse, die fließfähig ist, man nennt dies Schmelze.

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    Spannungsabbau

    Die Fähigkeit eines Materials, Spannungen unter Krafteinwirkung abzubauen, z.B. durch Fließen oder Verformung.

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    Verformung

    Die Änderung der Form eines Materials unter Krafteinwirkung.

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    Fließvorgang

    Die Bewegung von Flüssigkeiten oder Gasen unter Krafteinwirkung.

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    Scherung

    Die Bewegung der Polymerketten in einer Kunststoffschmelze unter Krafteinwirkung.

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    Schergeschwindigkeit

    Die Rate, mit der sich eine Flüssigkeit in einem Spalt oder Rohr unter der Einwirkung einer Kraft bewegt. Sie wird durch die Änderung der Geschwindigkeit (dv) über die Distanz (dy) gemessen.

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    Viskosität

    Ein Maß für die Fließfähigkeit einer Flüssigkeit. Je geringer die Viskosität, desto leichter fließt die Flüssigkeit.

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    Viskosität (Definition I)

    Der Widerstand, den eine Flüssigkeit einer Verformung entgegensetzt. Eine hohe Viskosität bedeutet einen hohen Widerstand, eine niedrige einen geringen Widerstand.

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    Viskosität (Definition II)

    Der Quotient aus der Schubspannung und der Schergeschwindigkeit. Er gibt an, wie viel Kraft benötigt wird, um eine Flüssigkeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu verformen.

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    Schubspannung

    Die Kraft, die pro Flächeneinheit auf eine Flüssigkeit wirkt. Sie ist proportional zur Viskosität der Flüssigkeit.

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    Zwei-Platten-Modell

    Ein Modell, das die Strömung einer Flüssigkeit zwischen zwei Platten beschreibt. Es wird verwendet, um die Viskosität der Flüssigkeit zu bestimmen.

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    Schleppströmung

    Die Bewegung einer Flüssigkeit in einer bestimmten Richtung, wobei sich die Geschwindigkeit der Flüssigkeit von Schicht zu Schicht ändert.

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    Viskosität (Symbol)

    Ein Maß für die Fließfähigkeit einer Flüssigkeit, die in der Regel mit dem Symbol η bezeichnet wird.

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    Temperaturabhängigkeit von Schergeschwindigkeit

    Je höher die Temperatur eines Kunststoffs, desto größer der Bereich, in dem er sich wie eine viskose Flüssigkeit verhält.

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    Einfluss von Verarbeitungsprozessen auf Schergeschwindigkeit

    Jede Art von Verarbeitung, wie Spritzgießen oder Extrusion, erfordert unterschiedliche Schergeschwindigkeiten, die wiederum eine andere Viskosität des Kunststoffs bewirken.

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    Newtonsches Fließverhalten von Kunststoffen

    Kunststoffe bei hohen Temperaturen verhalten sich im Bereich der Schergeschwindigkeit wie eine ‚normale’ (newton’sche) Flüssigkeit.

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    Viskosität von Kunststoffen

    Die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Verformung unter Krafteinwirkung.

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    Newton'sche Flüssigkeit

    Newton´sche Flüssigkeiten haben eine konstante Viskosität, die unabhängig von der Schergeschwindigkeit ist. Die Schergeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Flüssigkeitsschichten gegeneinander bewegen.

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    Strukturviskose Flüssigkeit

    Strukturviskose Flüssigkeiten ändern ihre Viskosität abhängig von der Schergeschwindigkeit. Bei hoher Schergeschwindigkeit sind sie dünnflüssiger als bei niedriger Schergeschwindigkeit.

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    Schubspannung und Flüssigkeitssäule

    Die Höhe der Flüssigkeitssäule bestimmt die Schubspannung in einer Kapillare. Je höher die Säule, desto höher die Schubspannung.

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    Temperatur und Viskosität im Polymer

    Die Viskosität eines Polymers in der Schmelze ist stark temperaturabhängig. Bei höheren Temperaturen ist die Viskosität niedriger.

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    Molekülstruktur und Viskosität

    Die Viskosität wird von der Molekülstruktur des Polymers beeinflusst. Längere Polymerketten führen zu einer höheren Viskosität.

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    Strukturviskosität

    Strukturviskosität beschreibt die Viskositätsänderung eines Fluids abhängig von der Schergeschwindigkeit. Es gibt Materialien, die bei hoher Schergeschwindigkeit dünnflüssiger werden.

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    Newtonsches Fluid

    Ein Fluid, das der viskosen Beziehung zwischen Schubspannung und Schergeschwindigkeit gemäß Newtons Gesetz folgt. Seine Viskosität ist unabhängig von der Schergeschwindigkeit.

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    Strukturviskoses Fluid

    Ein Fluid, dessen Viskosität von der Schergeschwindigkeit abhängt. Die meisten Kunststoffe im Schmelzfluss zeigen ein strukturviskoses Verhalten.

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    Flüssigkeitssäule

    Flüssigkeitssäule beschreibt die Höhe der Flüssigkeit in einem bestimmten Behälter.

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    Viskositätszunahme bei abnehmender Schubspannung

    Die Viskosität des Fluids steigt an, wenn die Schubspannung sinkt (z.B. durch abnehmende Flüssigkeitssäule).

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    Schergeschwindigkeitsabnahme bei abnehmender Schubspannung

    Die Schergeschwindigkeit sinkt, wenn die Schubspannung sinkt.

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    Konstanter Fließwiderstand bei Newton'schen Fluiden

    Ein Newton'sches Fluid hat einen konstanten Fließwiderstand, unabhängig von der Schergeschwindigkeit. Seine Viskosität ist konstant.

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    Study Notes

    Vorlesung Werkstofftechnik 1

    • Die Vorlesung Werkstofftechnik 1 wurde von Dr.-Ing. Lutwin Spix gehalten.
    • Die Foliensammlung ist eine Zusammenfassung der behandelten Themen und ersetzt nicht den Besuch der Vorlesung.
    • Die Struktur und der Inhalt wurden von Herrn Prof. Dr. Barth erarbeitet.
    • Die Materialien sind nur für Lehrzwecke an der TH-OWL bestimmt und dürfen nicht anderweitig verwendet werden.
    • Die Folien wurden mit Unterstützung von Herrn Jens Mannel erstellt.
    • Die Vorlesungsunterlagen wurden im September 2024 erstellt.
    • Literaturhinweise: Bonten, C.: Kunststofftechnik; Hanser Verlag (kostenlos als PDF in der DigiBib der TH OWL), Domininghaus, H.: Kunststoffe - Eigenschaften und Anwendungen, Springer Verlag.

    Vorwort

    • Die Foliensammlung ist eine Kurzzusammenfassung der Vorlesung.
    • Sie ersetzt keinen Besuch der Vorlesung oder Übungen.
    • Die Struktur und der Inhalt der Vorlesung wurden von Herrn Prof. Dr. Barth erarbeitet.
    • Die Foliensammlung darf ausschließlich zu Lehrzwecken an der TH-OWL verwendet werden.

    Inhaltsverzeichnis

    • Die Foliensammlung enthält einen Überblick über die behandelten Themen in der Vorlesung Werkstofftechnik 1.
    • Die Themen umfassen u.a. Einführung Werkstofftechnik, Historie von Werkstoffen und Kunststoffen, Wirtschaftliche Bedeutung, Werkstoffeigenschaften, Aufbau von Kunststoffen (Synthese, Gefüge, Vernetzungsarten), zeitabhängiges und temperaturabhängiges Werkstoffverhalten, elektrische/optische Eigenschaften, Kunststoffe in der Schmelze, Alterung von Kunststoffen, Recycling, Kunststoff und Ökologie.

    Kunststoff in der Schmelze (Einleitung)

    • Die Prozesse der Aufbereitung und Verarbeitung von Kunststoffen finden oft im geschmolzenen Zustand statt.
    • Allgemein für Werkstoffe: Unterscheidung zwischen Naturstoffen, Rohstoffen, Produktions- und Fertigungsprozessen.
    • Die Rheologie ist die Lehre vom Verformungs- und Fließverhalten von Stoffen.
    • In der Rheologie werden drei rheologische Grundeigenschaften unterschieden - Viskosität, Plastizität, Elastizität.

    Kunststoff in der Schmelze (Rheologie der Kunststoffe)

    • Rheologie ist die Lehre vom Verformungs- und Fließverhalten von Stoffen (z.B. Kunststoffen).
    • Man unterscheidet 3 rheologische Grundeigenschaften: Viscosität, Plastizität und Elastizität.

    Kunststoff in der Schmelze (Zielsetzung)

    • Die Zielsetzung bei der Produktentwicklung ist die Auswahl eines Werkstoffs mit gewünschten Eigenschaften im festen Zustand.
    • Bei Kunststoffen findet der Formgebungsprozess oft im geschmolzenen Zustand statt.

    Kunststoff in der Schmelze (Viskosität)

    • Viskosität ist das Maß für die Fließfähigkeit eines Stoffes.
    • Viskosität ist abhängig von Temperatur, Druck, Molmassen, Weichmachern und Füllstoffen.
    • Die Viskosität ist ein wichtiger Faktor bei der Gestaltung von Prozessen wie Spritzgießen oder Extrudieren.

    Kunststoff in der Schmelze (Messung der Viskosität)

    • Die Kapillarviskosimetrie ist eine Methode zur Messung der Viskosität.
    • Die Methode verwendet eine Kapillare, durch die die Kunststoffschmelze fließt, um die Viskosität zu bestimmen.
    • Die Kapillarviskosimetrie ist ein wichtiges Werkzeug zur Charakterisierung von Kunststoffschmelzen.

    Weitere Themen

    • Die Präsentation behandelt auch andere Themen wie die Eigenschaften von Kunststoffen, rheologische Eigenschaften von Kunststoffen, die Verarbeitung von Kunststoffen, und das Recycling von Kunststoffen.
    • Diese sind alle wichtige Aspekte einer umfassenden Werkstofftechnik-Vorlesung.

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    Quiz Team

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    Description

    Diese Foliensammlung zur Vorlesung Werkstofftechnik 1 bietet eine Kurzzusammenfassung der behandelten Themen und wurde von Dr.-Ing. Lutwin Spix erstellt. Sie dient ausschließlich zu Lehrzwecken und ersetzt nicht den persönlichen Besuch der Vorlesung oder Übungen.

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