EKT 4. Ausgewählte Technische Thermoplaste und Hochleistungsthermoplaste

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  1. Nennen Sie einige ausgewählte technische Thermoplaste
    • PA: Polyamid
    • PBT: Polybutylenterephtalat
    • POM: Polyoxymethylen
    • PC: Polycarbonat
    • PMMA: Polymethylmethacrylat
    • COC: Zyklische Olefine
  2. Nennen Sie die Eigenschaften der Familie der Polyamide (PA6, PA66, PA12, PA46, PA11,...).
    • teilkristalliner Thermoplast mit Tg=50-60°C
    • Gebrauchstemperatur bis über 120°C möglich
    • hohe Festigkeit, Steifigkeit, Zähigkeit
    • hoher Verschleißwiderstand
    • gute Gleiteigenschaften
    • gute chemische Beständigkeit (gegen Säuren und Laugen, Kraftstoffe und Öle)
    • teilweise starke Wasseraufnahme
    • häufig mit Faserverstärkung (GF und CF)
    • moderater Preis 3-4 EUR/kg
  3. Nennen Sie typischen Einsatzgebiete von PA.
    • mechanisch und thermisch hoch beanspruchte Formteile
    • Automobil: Motorteile, Kraftstoffleitungen, Ölwannen, Zahnräder
    • Elektrik: Schalter, dünnwandige robust Gehäuse
    • Verpackung: Barriereschichten (PA12)
    • Bau: Befestigungselemente (z.B. Kabelbinder)
  4. Was sind die Eigenschaften von Polybutylenterephtalat (PBT)?
    • teilkristalliner Thermoplast mit Tg=60°C
    • Gebrauchstemperatur bis 150°C
    • gute Wärmeformbeständigkeit
    • sehr gute Maßhaltigkeit (-> präzise Teile)
    • sehr geringe Wasseraufnahme
  5. Was sind typische Einsatzgebiete von PBT?
    • mechanisch und thermisch hoch beanspruchte Formteile mit hoher Maßbeständigkeit und Dimensionsstabilität
    • Automobil: Elektronikteile in Steuerungen (ABS, ESP, Fensterheber, Schiebedach etc.)
    • Elektrik: Steckverbinder, Lampenfassungen etc.
    • Extrusion: Kabelummantelungen, Borsten, technische Vliese
  6. Welche Eigenschaften hat Polyoxymethylen (POM)?
    • sehr hohe Härte und Steifigkeit (hohe Kristallinität)
    • trotzdem zäh und elastisch (-> federnde Anwendungen)
    • gute Abriebfestigkeit
    • sehr gute Gleiteigenschaften
    • hohes Rückstellvermögen
  7. Was sind typische Anwendungen für POM?
    Präzisionsteile wie Zahnräder, Lager, Ventile, Steckverbindungen, Schnappverschlüsse, Möbelbeschläge
  8. Nennen Sie einige transparente Kunststoffe.
    • PC: Polycarbonat (z.B. Makrolon)
    • PMMA: Polymethylmethacrylat (z.B. Plexiglas)
    • COC: Zyklische Olefine (z.B. Topas)
  9. Was sind Eigenschaften und Anwendungen von PC?
    • praktisch farblos und transparent mit hoher Lichtdurchlässigkeit
    • ultraviolettes Licht wird absorbiert und bewirkt eine Vergilbung und Minderung der Schlagzähigkeit (-> Einsatz von UV-Stabilisatoren notwendig für Anwendungen im UV-Bereich)
    • für Visiere, Automobilscheiben, CD's, Brillengläser, Wasserflaschen etc.
  10. Was sind Eigenschaften und Anwendungen von PMMA?
    • größte Oberflächenhärte und damit beste Kratzfestigkeit von allen thermoplastischen Kunststoffen
    • Farblosigkeit
    • witterungs- und alterungsbeständig
    • für Handy-Displays, Lichtkuppeln und Vordächer, Sonnenbrillen und Ferngläser, Seitenscheiben in Fahrzeugen
  11. Was sind Eigenschaften und Anwendungen von COC?
    • hohe Steifigkeit und Festigkeit
    • hohe Transparenz
    • gute (Wasserdampf-)Barriereeigenschaften
    • geringe Schwindung und Verzug
    • hoher Glanz
    • für (Bonbon-)Verpackungen, Küvetten (Tablettenverpackung), Kosmetikverpackungen
  12. Nennen Sie einige Hochleistungskunststoffe.
    • PPS: Polyphenylsulfid
    • PSU: Polysulfon
    • PES: Polyethersulfon
    • PEEK: Polyetheretherketon
    • PAI: Polyarylimid
    • PMI: Polymethacrylimid
    • PPA: Polyphtalamid
  13. Welche Eigenschaften besitzen die Hochleistungskunststoffe?
    • hohe Temperaturbeständigkeit
    • sehr gute mechanische Eigenschaften (steif, fest, hart)
    • sehr gute chemische Eigenschaften (auch gegen aggressive Medien)
    • inhärente Flammwidrigkeit (ohne Additive)
    • hohe Dimensionsstabilität
    • Faserverstärkung möglich
    • sehr hohe Warmformbeständigkeit (bis ca. 300°C) und hohe Dauergebrauchstemperatur (bis ca. 250°C)
  14. Was sind die Eigenschaften von Polyphenylensulfid (PPS)?
    • teilkristalliner Thermoplast
    • Tg=88°C, Tm=288°C
    • Gebrauchstemperatur bis 240°C
    • hohe Festigkeit, Steifigkeit und Härte
    • hohe Formbeständigkeit in der Wärme
    • geringe Feuchtigkeitsaufnahme < 0,1%
    • hohe Maßbeständigkeit
    • hohe Witterungs-, Strahlen- und Chemikalienbeständigkeit
    • hohe Flammwidrigkeit
  15. Was sind typische Einsatzgebiete von PPS?
    • mechanisch, thermisch, elektrisch und chemisch sehr hoch beanspruchte Formteile mit hoher Formgenauigkeit
    • Elektrotechnik: Isolationsteile, Lampenfassungen
    • Apparatebau: Heißwasserzählerteile, Pumpenteile, Thermostate
    • Fahrzeugbau: Kraftstoffeinspritzanlagen, Benzinpumpen
    • Haushaltsgeräte: Griffleisten für Herde, Formteile für Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen
  16. Nennen Sie die Eigenschaften von Polyethersulfon (PSU und PES).
    • amorpher Thermoplast
    • Tg=190°C
    • Gebrauchstemperatur bis 170°C
    • Konstanter E-Modul bis 150°C
    • hohe Transparenz
    • hohe Festigkeit und Steifigkeit
    • günstiges Brandverhalten
  17. In welchen Gebieten kommt PSU typischerweise zum Einsatz?
    • Elektrotechnik: Schalterteile, Relaisteile etc.
    • Fahrzeugbau: Bauteile im Motorraum, Fahrzeugheizungen, Lampenfassungen und Scheinwerferreflektoren
    • Haushaltsgeräte: Teile für Bügeleisen, Haartrockner, Heizgebläse, Kaffeemaschinen, Mikrowellengeschirr
  18. Was sind die Eigenschaften Polyetheretherketon (PEEK)?
    • teilkristalliner Thermoplast
    • Tg=143°C, Tm=335°C
    • Gebrauchstemperatur bis 260°C
    • günstiges Gleit- und Verschleißverhalten
    • hohe Chemikalien- und Strahlenbeständigkeit
    • schwer entflammbar
    • teuer! ca. 80 EUR/kg
  19. Was sind die typischen Einsatzgebiete von PEEK?
    • Ausnutzung des guten Verhaltens im Brandfall und der Wärme- und Chemikalienbeständigkeit
    • Luftfahrtindustrie: Flügelklappen
    • Maschinen- und Fahrzeugbau: Hochleistungsformteile wie Lagerkäfige, Zahnräder, Dichtungsringe
    • Elektrotechnik: Draht- und Kabelummantelungen
    • Medizintechnik: Endoskopiegriffe, Prothesen
  20. Was sind die Eigenschaften von Polyarylimid (PAI)?
    • amorpher Thermoplast (durch Vernetzung evtl. auch Duroplast)
    • Tg=380°C
    • hohe Festigkeit in einem breiten Temperaturbereich (-240°C bis 370°C)
    • hohe Thermoformstabiltität und Wärmeformbeständigkeit
    • günstiges Gleit- und Abriebverhalten
    • hohe Strahlenbeständigkeit
  21. Welche sind die typischen Einsatzgebiete von PAI?
    • Bauteile mit guten mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften bei gleitender Reibung ohne Schmierung auch bei hohen Temperaturen
    • Luft- und Raumfahrt: Sandwichkonstruktionen mit Titanlegierungen
    • Elektrotechnik: elektronische Verbindungselemente, Kabel- und Drahtummantelungen
    • Fahrezeugbau: Kolbenringe, Bremsbeläge, Vergasergehäuse
  22. Was sind die Eigenschaften von Polymethacrylimid (PMI)?
    • geschlossenzelliger, vibrationsfester Hartschaumstoff
    • Gebrauchstemperatur bis 235°C
    • hohe Festigkeit
    • hohe Wärmefombeständigkeit
    • gutes Kriechverhalten
    • Außergewöhnliches Steifigkeits-Gewichts-Verhältnis
  23. Nennen Sie typische Einsatzgebiete von PMI.
    • Kern von Sandwichstrukturen
    • Flugzeugbau: Kernwerkstoff für Serienstrukturbauteile (Klappen, Stringer), Hubschrauberrotorblätter
    • Schiffsbau: Kern im Rumpf bzw. zwischen den Aufbauten
    • Automobilbau: Kern für Karosseriebauteile
    • Sonstiges: Sandwichkerne für Hochleistungsfahrradrahmen, Alpinskikerne, Satellitenbauteile, Modellbau
  24. Nennen Sie die Eigenschaften Polyphtalamid (PPA).
    • teilaromatische, teilkristallines Polyamid
    • Tg=127°C, Tm=310°C
    • Gebrauchstemperatur bis 180°C
    • hohe Festigkeit und Steifigkeit
    • gute thermische Eigenschaften
    • hohe Maßbeständigkeit, niedrige Schwindung, geringer Verzug
    • geringe Wasseraufnahme
    • hohe Chemikalienbeständigkeit
  25. Was sind typische Einsatzgebiete von PPA?
    • Einsatz im Austausch gegen teure Hochleistungskunststoffe wie PPS
    • Elektrotechnik: Relaisgehäuse, Steckverbinder, Sensoren, etc.
    • Fahrzeugbau: Bauteile im Motorraum, Kühlwasserkreislauf, Pumpenteile etc.
    • Haushaltsgeräte: Elektromotorteile, Sicherheitsteile
  26. Was sind Liquid Crystalline Polymers (LCP) und wozu werden sie verwendet?
    • Die Molekülketten von Flüssigkristallinen Polymeren bilden in der Schmelze flüssigkristalline Phasen. Daraus resultiert eine sehr niedrige Schmelzeviskosität. Es lassen sich somit im Spritzgießprozess sehr dünnwandige Strukturen füllen.
    • Fassungen und Sockel
    • Spulen, Schalter, Steckverbinder
    • Chip-Träger
    • Dentalwerkzeuge
    • Chirurgische Instrumente
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294710
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EKT 4. Ausgewählte Technische Thermoplaste und Hochleistungsthermoplaste
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Fragen zum 4. Kapitel aus dem Skript zur Vorlesung "Einführung in die Kunststofftechnik" an der TU Darmstadt
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