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Polymereigenschaften

Übersichtsseite mit einer empfohlenen Reihenfolge der Lerneinheiten des Themengebietes "Polymereigenschaften" für das Studium der Makromolekularen Chemie.

Polymereigenschaften Level 15 min.

Es wird eine Übersicht über verschiedene Eigenschaften von Polymermaterialien gegeben.

Mechanik deformierbarer Festkörper, Teil 1 Level 230 min.

Dieser erste Teil der Einführung in die Mechanik der Festkörper-Deformationen beginnt mit einem einfachen und anschaulichen Modell vom Festkörper. Danach werden die mechanischen Spannungen eingeführt und untersucht, welche Verzerrungen der Festkörper durch sie erleidet.

Mechanik deformierbarer Festkörper, Teil 2 Level 230 min.

Der Elastizitätsmodul lässt sich sehr genau aus der Schallgeschwindigkeit bestimmen. Deshalb wird zunächst eine Einführung in die Schallausbreitung in Festkörpern gegeben. Als Nächstes werden Querbeziehungen zwischen den Moduln und der Poisson-Zahl vorgestellt. In isotropen Festkörpern beträgt die Zahl der unabhängigen elastischen Größen aufgrund dieser Querbeziehungen nur zwei. Dadurch wird die Bestimmung der elastischen Kenngrößen erheblich erleichtert, denn zwei Größen, z.B. Kompressionsmodul und Poisson-Zahl, können aus den beiden anderen, Elastizitäts- und Schermodul, berechnet werden. Schwerpunkt dieser Lerneinheit ist das Verhalten von Festkörpern außerhalb des Geltungsbereichs des Hooke'schen Gesetzes. Hier wird es vor allem um bleibende Verformung und die zahlreichen, dieses plastische Verhalten beschreibenden Begriffe gehen.

Werkstoffprüfung: Mechanische Eigenschaften von Polymeren Level 240 min.

Verschiedene Modelle beschreiben die mechanischen Eigenschaften von Polymeren. Zu den Prüfmethoden gehören Zugversuche, Härteprüfung und Schlagbiegversuche. Modul-Temperatur-Kurven ermöglichen die Unterscheidung von Thermoplasten, Elastomeren und Duromeren.

Molekulare Ordnung - Kristalliner und amorpher Zustand Level 215 min.

Für polymere Werkstoffe sind kristalliner und amorpher Zustand zu unterscheiden. Der amorphe Zustand ist bei Polymeren der häufigere. Hier gibt es keine erkennbare, sich wiederholende Ordnung, in der die einzelnen Teilchen angeordnet sind. Ein ausschließlich kristallines Verhalten kommt durch die Faltung der Polymerketten selten vor. Mit dem Maß an Kristallinität ändern sich auch die Eigenschaften eines Kunststoffes. Je kristalliner ein Stoff ist, desto härter, allerdings auch spröder, ist er. Die amorphen Bereiche geben den makromolekularen Werkstoffen eine gewisse Elastizität.

Werkstoffprüfung: Thermische Eigenschaften von Polymeren Level 230 min.

Die thermischen Eigenschaften der Polymere umfassen die Wärmeleitfähigkeit, die Formbeständigkeit in der Wärme und das Brandverhalten. Es werden Methoden zur Prüfung dieser Eigenschaften vorgestellt.

Glasübergangstemperatur Level 245 min.

Eine wichtige Rolle für die Eigenschaften von polymeren Werkstoffen spielt die so genannte Glasübergangstemperatur. Sie ist eine der wichtigsten Kenngrößen der Polymeren und vermittelt einen Anhaltspunkt über die Formbeständigkeit des Kunststoffes bei Wärmeeinwirkung. Die Glasübergangstemperatur hängt im Wesentlichen von der Struktur der Polymere ab. Zur Bestimmung von Glasübergangstemperaturen dienen thermische (DSC) und mechanische (DMTA) Messmethoden.

Optische Eigenschaften Level 240 min.

Die Bestimmung der verschiedenen optischen Eigenschaften von polymeren Werkstoffen wird dargestellt. Hier spielen Brechungsindex, Polarisation und Doppelbrechung, Remission und Transmission, Glanz und Farbe eine Rolle.

Elektrische Eigenschaften Level 235 min.

Polymere sind überwiegend elektrische Nichtleiter. Eigenschaften wie Widerstand, Durchschlag- und Kriechstromfestigkeit sind entscheidend für den Einsatz als Isoliermaterialien. Begriffe zur Charakterisierung dieser Eigenschaften werden eingeführt und einige Bestimmungsverfahren skizziert.

Polymere Werkstoffe Level 210 min.

Polymere lassen sich auf Grund ihrer physikalischen Eigenschaften in Thermoplaste, Elastomere, thermoplastische Elastomere und Duromere einteilen.

Elastomere Level 210 min.

Diese Lerneinheit stellt die Gewinnung von natürlichem und synthetischem Kautschuk vor. Allgemeine Eigenschaften von Elastomeren werden beschrieben.

Duromere Level 245 min.

Duromere sind Kunststoffe, die durch irreversible und enge Vernetzung über kovalente Bindungen aus Oligomeren oder seltener aus Monomeren und Polymeren entstehen. Eigenschaften, Herstellung und Anwendung von Phenoplasten, Aminoplasten, ungesättigten Polyesterharzen und Epoxidharzen werden beschrieben.

Thermoplaste Level 245 min.

Thermoplaste sind Feststoffe, welche bei Raumtemperatur eine signifikante Elastizität besitzen und beim Erhitzen in den fließfähigen Zustand übergehen. Sie bestehen aus linearen oder wenig verzweigten Kettenmolekülen. Der Einfluss von Temperatur und Additiven auf die Werkstoffeigenschaften wird beschrieben. Eigenschaften und Anwendungsgebiete der wichtigsten Thermoplaste werden benannt. Besonders wird auf Polypropylen als "Wunderfaser"eingegangen.

Thermoplastische Elastomere Level 230 min.

Thermoplastische Elastomere vereinen die mechanischen Eigenschaften von vulkanisierten Elastomeren mit der Verarbeitbarkeit von thermoplastischen Kunststoffen. In dieser Lerneinheit wird der Einfluss der Struktur thermoplastischer Elastomere auf deren Werkstoffeigenschaften beschrieben. Besonders wird dabei auf thermoplastische Styrol-Butadien-Elastomere eingegangen. Thermoplastische Polyesterelastomere werden kurz vorgestellt.

Mechanische Eigenschaften von Polystyrol Level 325 min.

Einige wichtige mechanische Eigenschaften (Elastizitätsmodul, Spannungs-Dehnungs-Diagramm, Spannungsrissempfindlichkeit) von Polystyrol werden erläutert.

Thermische Eigenschaften von Polystyrol Level 225 min.

Die thermischen Eigenschaften der Styrolpolymere sind ganz unterschiedlich. Die meisten sind amorphe Thermoplaste. Syndiotaktisches Polystyrol ist dagegen auch ein teilkristalliner Thermoplast und vernetztes Polystyrol ist sogar ein Duromer. Die Unterschiede im Erweichungsverhalten werden erklärt. Weitere Themen sind Wärmeausdehnung, Wärmeformbeständigkeit und Fließfähigkeit der Schmelze.

Optische Eigenschaften von Polystyrol Level 310 min.

Obwohl aus Polystyrol nur vereinzelt optische Teile gefertigt werden, sind die optischen Eigenschaften dennoch von Bedeutung, entscheiden sie doch über das äußere Erscheinungsbild des Werkstoffes. Je nach Sorte ist Polystyrol glasklar oder opak, hochglänzend oder matt.

Elektrische Eigenschaften von Polystyrol Level 325 min.

Zunächst werden die Isoliereigenschaften von Polystyrol erläutert (elektrischer Widerstand, Durchschlag- und Kriechstromfestigkeit). Da aus Polystyrol häufig Außengehäuse hergestellt werden, ist auch die elektrostatische Aufladung von Interesse. Mögliche Maßnahmen um die Aufladung zu vermeiden werden vorgestellt.

Eigenschaften von geschäumtem Polystyrol Level 210 min.

Die wichtigsten Eigenschaften von geschäumtem Polystyrol (PS-E) werden vorgestellt, insbesondere die Eigenschaften, die für die häufigsten Anwendungen (Wärmedämmung, Stoßschutzverpackung) wesentlich sind.

Alterung von Polystyrol Level 320 min.

Polystyrol ist für längere Verwendung im Freien nicht geeignet, da die Polymermoleküle unter der Wirkung des UV-Anteils der Sonnenstrahlung abgebaut werden und das Material außerdem vergilbt. Für UV-induzierten Abbau und Vergilbung wird je ein bekannter Mechanismus angegeben. Außerdem wird die Wirkungsweise von Lichtschutzmitteln beschrieben, die dem Material zugesetzt werden können.

Brandverhalten von Polystyrol und Flammschutzmittel Level 310 min.

Unbehandeltes Polystyrol ist feuergefährlich. Das Brandverhalten von Polystyrol wird gezeigt. Verschiedene Typen von Flammschutzmitteln (flammhemmende Zusätze und Comonomere) für Polystyrol und Kunststoffe allgemein werden vorgestellt.

Tutorials

Eigenschaften von Poly(styrol)

Die elektrischen, mechanischen, optischen und thermischen Eigenschaften von Poly(styrol) werden vorgestellt. Die wichtigsten Eigenschaften von geschäumtem Poly(styrol) (PS-E) werden genannt. Das Brandverhalten und die Alterung von Poly(styrol) werden beschrieben.

Eigenschaften von Polymeren

Mechanische, thermische, optische und elektrische Eigenschaften von polymeren Werkstoffen werden vorgestellt und charakterisiert.

Polymere Werkstoffe

Polymere Werkstoffe unterscheiden sich in ihrem strukturellen Aufbau. Kristalliner und amorpher Zustand besitzen dabei entscheidenden Einfluss auf die Eigenschaften und das Anwendungspektrum der makromolekularen Stoffe. Eine der wichtigsten Kenngrößen von Polymeren ist die Glasübergangstemperatur. Ihre Bedeutung und Bestimmung wird näher erläutert. Polymere lassen sich auf Grund ihrer physikalischen Eigenschaften in Elastomere, Thermoplaste, Duromere und Thermoplastische Elastomere einteilen. Die Eigenschaften, Herstellung und Anwendung dieser Polymergruppierungen werden vorgestellt.