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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.

Lerneinheiten des Tutorials

Molekulare Ordnung - Kristalliner und amorpher ZustandLevel 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.

GlasübergangstemperaturLevel 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.

Polymere WerkstoffeLevel 210 min.

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

ElastomereLevel 210 min.

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

PolyolefinkautschukeLevel 220 min.

In dieser Lerneinheit werden die Darstellung, die Anwendungen und die technischen Daten von Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk und Butylkautschuk vorgestellt.

PolydieneLevel 230 min.

Die Eigenschaften, technischen Daten und Anwendungsgebiete von Styrol-Butadien-Kautschuk, Nitrilkautschuk, Siliconkautschuk und Polybutadien werden dargestellt. Der Einfluss der Isomerie und der Taktizität von Poly(butadien) auf die Polymereigenschaften wird beschrieben. Der Zusammenhang zwischen Katalysatortyp, Makrostruktur und Verarbeitbarkeit wird an Polybutadien erklärt.

DuromereLevel 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.

ThermoplasteLevel 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 ElastomereLevel 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.

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