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Kunststoffe (Subject) / Physikalische Eigentschaften [3] (Lesson)

Polymere zeigen sowohl elastisches Verhalten (Modell Feder) als auch viskoses Verhalten (Modell Stoßdämpfer).

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  • Kriechversuch / Retardation Unter konstanter Belastung/Kraft/Spannung steigt die Dehnung im zeitlichen Verlauf.
  • Relaxation (Maxwell-Modell) Bei konstanter Dehnung sinkt die Spannung (=> Kraft, Belastung) im zeitlichen Verlauf.
  • Kurzeitversuch (Spannungsdehnungs-Diagramme) [Grafik1: Spröde, harte, elastische Werkstoffe. Grafik2: Bereiche der Kurve]
  • Thermomechanisches Verhalten Messung der Temperaturabhängigkeit in einem Torsionsversuch (DMA, DMTA, Dynamisch-mechanisch-(thermische) Analyse). Eine streifenförmige Probe wird tordiert. Aus Torsionswinkel und -Kraft wird der Schubmodul berechnet. Außerdem wird das Abklingverhalten der sich einstellenden Schwingung abgeleitet. TG: Glasübergangstemperatur: Unterhalb von TG sind die Polymerketten eingefroren, oberhalb beweglich und der Kunststoff thermoelastisch.TK: Kristalline Schmelztemperatur: Temperatur bei der die kristallinen Bereiche schmelzen.TZ: Zersetzungstemperatur: Temperatur, bei der der Kunststoff thermisch zerstört wird. Grafik
  • Wärmeausdehnung/Schrumpf Grafik
  • Schlagzähigkeit „Zugversuch unter realistischen Bedingungen“ Izod-Versuch: - Nur einseitige Einspannung - Hammer trifft Probekörper leicht oberhalb der Mitte - Kerbe weist im Kerbschlagversuch zum Hammer hin Charpy-Versuch:  - Beidseitige Auflage des Probekörpers  - Hammer trifft Probekörper in der Mitte  - Kerbe im Kerbschlagversuch liegt auf der anderen Seite d. Hammers. Grafik
  • Elektrische Eigenschaften Kunststoffe sind nicht elektrisch leitend (Isolator, Kennwert Durschlagfestigkeit). Sie schirmen keine Elektromagnetische Strahlung ab. Ein Problem ist die Elektrostatische Aufladung von Kunststoffteilen.
  • Diffusion Wichtig fürs Verständnis: Ein Stoff der durch ein Polymer diffundiert muss zuerst gelöst werden, wandert dann durch das Polymer und muss sich anschließend herausgelöst werden. Die „Durchdringbarkeit“ Permeabilität ist das Produkt aus Diffusion und Löslichkeit.
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