Werkstofftechnik 1 Vorlesungsunterlagen PDF

Vorlesung Werkstofftechnik 1 gehalten durch Dr.-Ing. Lutwin Spix Dr. Lutwin Spix 1 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Vorwort Diese Foliensammlung stellt eine Kurzzusammenfassung der in de...

Vorlesung Werkstofftechnik 1 gehalten durch Dr.-Ing. Lutwin Spix Dr. Lutwin Spix 1 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Vorwort Diese Foliensammlung stellt eine Kurzzusammenfassung der in der Vorlesung behandelten Themen dar und ersetzt nicht den Besuch der Vorlesung/Übungen. Sie ist mit erheblicher Unterstützung von Herrn Jens Mannel entstanden. Die Struktur und der Inhalt der Vorlesung wurde durch Herrn Prof. Dr. Barth erarbeitet. Für die Erlaubnis, diese nutzen zu dürfen, bedanke ich mich ausdrücklich. Der Umdruck ist zur ausschließlichen Verwendung zu Lehrzwecken im Rahmen von Lehrveranstaltungen an der TH-OWL bestimmt, jegliche weitere Verwendung ist aus urheberrechtlichen Gründen untersagt. Lemgo, Sept. 2024 Dr. Lutwin Spix Literaturempfehlungen: Bonten, C.: Kunststofftechnik; Hanser Verlag; ist als pdf in der DigiBib der TH OWL für Studierende kostenlos erhältlich Domininghaus, H.; Kunststoffe - Eigenschaften und Anwendungen, Springer Verlag Dr. Lutwin Spix 2 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Wiederholung Chemische und physikalische Bindungskräfte Innermolekulare chemische Bindungskräfte H H („Hauptvalenzbindungen“) C C Übliche Schreibweise: Intermolekulare physikalische Bindungskräfte („Nebenvalenzbindungen“): H H „Dispersionskräfte“, „Dipolkräfte“ und H H „Wasserstoffbrückenbindungen“ C C Chemische Bindungskräfte sind sehr stark, physikalische lassen sich leicht durch Wärme oder Lösungsmittel aufheben H H Prof. Dr. Chr. Barth 61 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Kunststofftechnik Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Chemische Vernetzung Die Konstitution ist ausschlaggebend, ob Kunststoffe chemisch vernetzbar sind Chemische Vernetzung hat starken Einfluss auf thermomechan. Eigenschaften Lineare Kettenmoleküle physikalisch vernetzt Thermoplast „Nebenvalenzen“ Verzweigte Kettenmoleküle Schwach vernetzte Kettenmoleküle Elastomer chemisch vernetzt „Hauptvalenzen“ Stark vernetzte Kettenmoleküle Duroplast Prof. Dr. Chr. Barth 62 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Kunststofftechnik Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Thermoplaste Schmelzbar, quellbar, löslich, Innere Struktur Beispiele: PE, PP, PA, PVC… Molekülketten nur physikalisch vernetzt - nicht chemisch Prof. Dr. Chr. Barth 63 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Kunststofftechnik Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Thermoplaste, Temperaturverhalten Tg: Glasübergangstemperatur, bzw. Glasübergangsbereich bei amorphen Thermoplasten Tm: Schmelztemperatur Tz: Zersetzungstemperatur Dr. Lutwin Spix 64 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Thermoplaste Dr. Lutwin Spix 65 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Elastomere Nicht schmelzbar, quellbar, aber nicht löslich Innere Struktur Beispiele: BR: Butadien - Kautschuk NBR: Nitrile Butadien Rubber CR: Chloropren Rubber Bis ca. 5 chemischen Vernetzungsstellen pro 1000 C-Atome Prof. Dr. Chr. Barth 66 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Kunststofftechnik Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Zustandsbereich für Elastomere Elastomere hartelastisch, Glaszustand Tg weichelastischer Zustand Tz Tg: Glasübergangstemperatur Tz: Zersetzungstemperatur Zugfestigkeit [N/mm²] → Temperatur [°C] → Gebrauchsbereich Dr. Lutwin Spix 67 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Elastomere Dr. Lutwin Spix 68 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Duroplaste Nicht schmelzbar, nicht quellbar, nicht löslich Innere Struktur Beispiele: UP, EP, Melaminharz Mehr als 5 chemische Vernetzungs- stellen pro 1000 C-Atome Prof. Dr. Chr. Barth 69 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Kunststofftechnik Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Duroplaste Dr. Lutwin Spix 70 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Zustandsbereich für Duroplaste Duroplast Glaszustand, hart, spröde Tz Tz: Zersetzungstemperatur Zugfestigkeit [N/mm²] → Temperatur [°C] → Gebrauchsbereich Dr. Lutwin Spix 71 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge…) Thermisches Verhalten Zusammenfassung Tg: Glasübergangstemperatur, bzw. Glasübergangsbereich bei amorphen K Tm: Schmelztemperatur Tz: Zersetzungstemperatur Dr. Lutwin Spix 72 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Aufbau der Kunststoffe Prof. Dr. Chr. Barth 74 Nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL! Kunststofftechnik