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Tutorial MenueEigenschaften von PolystyrolLerneinheit 4 von 7

Thermische Eigenschaften von Polystyrol

Amorphe Thermoplaste

Standard-Polystyrol, schlagzähes Polystyrol (PS-I), Styrol-Butadien-Blockcopolymere (SBS) und die Copolymere mit Acrylnitril, SAN und ABS, können wegen ihres unregelmäßigen Molekülaufbaus nicht kristallisieren. Sie sind amorph.

Oberhalb der Fließtemperatur sind all diese Polymere alle hochviskose Flüssigkeiten. Als solche Schmelzen können amorphe Thermoplaste durch formgebende Verfahren wie das Spritzgießen verarbeitet werden.

Im Bereich zwischen Fließtemperatur und der niedriger liegenden Glasübergangstemperatur sind amorphe Thermoplaste quasi-gummielastisch, unterhalb der Glasübergangstemperatur Gläser. Im Glaszustand besitzen sie eine für Festkörper typische hohe Steifigkeit. Im quasi-gummielastischen Zustand ist die Steifigkeit dagegen stark herabgesetzt. Bereits relativ kleine Zug- oder Scherkräfte bewirken eine deutliche Verformung des Materials. Der Widerstand quasi-gummielastischen Materials gegen eine Verformung ist aber immer noch viel größer als der einer Flüssigkeit, die schon durch sehr kleine äußere Kräfte praktisch beliebig verformt werden kann. Quasi-gummielastisches Material kehrt nach Ende der Krafteinwirkung zur ursprünglichen Gestalt zurück, wenn die Verformung nicht zu groß war und die Krafteinwirkung nicht zu lange angedauert hat.

Hinweis
Die Fähigkeit, zur ursprünglichen Form zurückzukehren, ist bei quasi-gummielastischem Material in geringerem Maße vorhanden als bei einem echten Elastomer, weil die Polymerketten in quasi-gummielastischen Materialien unter dem Einfluss stärkerer Kräfte aneinander vorbeigleiten können und es so zum viskosen Fließen kommt. Im Elastomer dagegen sind die Polymerstränge durch Vernetzung am Abgleiten gehindert.

Bei Unterschreitung der Glasübergangstemperatur frieren die Bewegungen von Kettensegmenten ein. Dies wird als Grund für die Verfestigung angesehen. Oberhalb der Glasübergangstemperatur bewegen sich Kettensegmente sowohl intramolekular als auch koordiniert intermolekular.

Die Glasübergangstemperatur von Standard-PS liegt zwischen ca. 80 und 100 °C, abhängig vom Typ. Die Glasübergangstemperatur von SAN liegt etwas höher und nimmt mit steigendem Acrylnitril-Anteil von etwa 95 auf 105 °C zu.

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