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) ab. Der E-Modul ist die Proportionalitätskonstante zwischen mechanischer Spannung und relativer 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 | in |
---|---|
Kupfer | 120000 |
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.