zum Directory-modus

Mechanische Eigenschaften von Polystyrol

Elastizitätsmodul

Greift eine Kraft als Zug- oder Druckkraft in nur einer Raumrichtung an, spricht man von einachsiger Beanspruchung. In diesem Falle besteht die Deformation hauptsächlich in einer Längenänderung und hängt vom Elastizitätsmodul (E-Modul) E ab. Der E-Modul ist die Proportionalitätskonstante zwischen mechanischer Spannung und relativer Längenänderung.

σ = E · ε σ = Zug- bzw. Druckspannung E = Elastizitätsmodul ε = Δ l / l = relative Längenänderung
Hinweis
Der Gültigkeitsbereich des E-Moduls ist auf den ideal-elastischen Bereich beschränkt, d.h. den Bereich direkter Proportionalität zwischen relativer Längenänderung und einwirkender Kraft bzw. Spannung.
Tab.1
Elastizitätsmoduln verschiedener Werkstoffe
Werkstoff E in MPa
Kupfer120000
Polymethylmethacrylat (PMMA)3000 - 3200
Standard-Polystyrol 3000 - 3500
syndiotaktisches Polystyrol (PS-S)3450
schlagzähes Polystyrol (PS-I)2200 - 2600
Polyvinylchlorid (PVC)3000
Polyethylen niedriger Dichte (PE-LD)130 - 400
Weiche Schaumstoffe 0,1 - 0,2

Polystyrol ist mit seinen Phenylringen und deren Elektronenwolken ober- und unterhalb der Ringebene ein relativ stark polares Polymer. Es besitzt einen ähnlich hohen E-Modul wie die beiden ebenfalls polaren Polymere PMMA und PVC. Der E-Modul des unpolaren PE-LD liegt im Vergleich dazu deutlich niedriger.

Der E-Modul von PS-I liegt dagegen nur wenig niedriger als der von Standard-PS, obwohl PS-I eine weiche, elastische Kautschukphase enthält. Diese ist nämlich von einer steifen, zusammenhängenden Polystyrol-Phase umgeben, die den Kunststoff wie ein Gerüst stützt und ihm so die für PS-I typische Steifigkeit verleiht.

<Seite 1 von 5