Info - Kunststoffe und ihre Eigenschaften

Info - Kunststoffe und ihre Eigenschaften

Kunststoffbezeichnungen und Eigenschaften


Kunststoffe  
CSM / Hypalon®

Bezeichnung: Chlorsulfonyl-Polyäthylen-Kautschuk  Chlorsulfonisiertes Polyethylen

Dieses Äthylenmonomer enthält zusätzlich Chlorgruppen und Schwefelgruppen. Chlor verleiht dem Vulkanisat Flammenwidrigkeit und Mineralölbeständigkeit, beeinflusst aber auch die Kälteflexibilität.

Technische Daten:

  • -- Gute Chemikalien-, Alters- und Ozonbeständigkeit
  • -- brennbar
  • -- Hitzebeständigkeit bis ca. +120°C
  • -- Kältebeständigkeit bis ca. - 30°C
PTFE / Teflon®
Hostaflon®
Fluon®

Bezeichnung: Polytetrafluorethylen

Beständig gegen nahezu alle organischen und anorganischen Chemikalien (ausser elementares Fluor unter Druck oder bei hohen Temperaturen, Fluor-Halogen-Verbindungen und Alkalimetallschmelzen).

Einsetzbar z.B. als Dichtung oder als Umhüllung, in Form von Folien, von anderen Dichtungen bzw. Dichtungswerkstoffen (z.B. Flachdichtungen oder O-Ringe) zum Schutz gegen agressive Medien.

Technische Daten:

  • -- Reibungskoeffizient stat. ca. 0,03
  • -- Reibungskoeffizient dyn. trocken ca. 0,05 - 0,20
  • -- ausgeprägtes antiadhäsives Verhalten
  • -- keine Wasseraufnahme (<0,01%)
  • -- geringe Wärmeleitfähigkeit
  • -- Einsatztemperatur -200°C bis +260°C   (kurzzeitig bis 300°C)
FEP / Teflon®
Neoflon®

Bezeichnung: Perfluorethylenpropylen-Copolymer

Eigenschaften ähnlich wie PTFE mit einer etwas niedrigeren Einsatztemperatur. Beständig gegen nahezu alle organischen und anorganischen Chemikalien (ausser elementares Fluor unter Druck oder bei hohen Temperaturen, Fluor-Halogen-Verbindungen und Alkalimetallschmelzen)
Hervorragend einsetzbar als nahtlose Ummantelung z.B. von O-Ringen wenn die chemische Beständigkeit der Elastomere nicht ausreichend ist.

Technische Daten:

  • -- Reibungskoeffizient dyn trocken ca. 0,3 - 0,35
  • -- ausgeprägtes antiadhäsives Verhalten
  • -- keine Wasseraufnahme (<0,01%)
  • -- geringe Wärmeleitfähigkeit
  • -- Einsatztemperatur -200°C bis +200°C  (kurzzeitig bis 205°C)
PFA / Teflon®
Hostaflon®

Bezeichnung: Perfluoralkoxylalkan

Eigenschaften ähnlich wie PTFE. Beständig gegen nahezu alle organischen und anorganischen Chemikalien (ausser elementares Fluor unter Druck oder bei hohen Temperaturen, Fluor-Halogen-Verbindungen und Alkalimetallschmelzen)

Technische Daten:

  • -- Reibungskoeffizient dyn trocken ca. 0,20 - 0,30
  • -- ausgeprägtes antiadhäsives Verhalten
  • -- geringe Wasseraufnahme (<0,03%)
  • -- geringe Wärmeleitfähigkeit
  • -- Einsatztemperatur -200°C bis +260°C
 PVC / Vinyl

Bezeichnung: Polyvinylchlorid

Polyvinylchlorid ist ein hartes und starres Material. In nicht ausgehärteter Form recht spröde. Durch Einschluss von Weichmachern und Schlagmodifikatoren kann die Zähigkeit von PVC verstärkt werden (zu einem elastischeren Material). PVC hat eine sehr gute chemische Beständigkeit und es ist von Natur aus selbstlöschend. Die begrenzte Hitzestabilität ist ein Nachteil von PVC (ungeeignet zur wiederholten Verarbeitung). Dazu kommen die Schwierigkeiten beim Recycling (hinsichtlich der Umwelt). Bei der Verbrennung können ätzende Chlorwasserstoffe entstehen. Bekannt ist PVC vor allem durch seine Verwendung in Fussbodenbelägen.

PVC wird von einigen Herstellern auch als "Vinyl" bezeichnet.

Polyvinylchlorid wird aus einem Monomer Vinylchlorid (chemische Formel CH2 = CHCl) erzeugt. Dabei entsteht das Polymer, ein Kettenmolekül. Die Kettenverlängerung erfolgt entweder durch radikalische oder durch ionische Polymerisation.

 PE / Polyethylen

Bezeichnung: Polyethylen

Polyethylen (Kurzzeichen PE, veraltet Polyäthylen, gelegentlich auch Polyethen genannt) ist ein durch Polymerisation von Ethen [CH2 = CH2] hergestellter thermoplastischer Kunststoff. Polyethylen gehört zur Gruppe der Polyolefine.

Bekannte Handelsnamen sind: Alathon, Dyneema, Hostalen, Lupolen, Spectra, Trolen, Vestolen.

Man unterscheidet zwischen:

  • -- PE-HD (HDPE): schwach verzweigte Polymerketten, daher hohe Dichte zwischen 0,94 g/cm3 und 0,97 g/cm3, ("HD" steht für "high density").
  • -- PE-LD (LDPE): stark verzweigte Polymerketten, daher geringe Dichte zwischen 0,915 g/cm3 und 0,935 g/cm3, ("LD" steht für "low density").
  • -- PE-LLD (LLDPE): lineares Polyethylen niederer Dichte, dessen Polymermolekül nur kurze Verzweigungen aufweist. Diese Verzweigungen werden durch Copolymerisation von Ethen und höheren a-Olefinen (typischerweise Buten, Hexen oder Okten) hergestellt.
  • -- PE-HMW: hochmolekulares Polyethylen. Die Polymerketten sind länger als bei PE-HD, PE-LD oder PE-LLD, die mittlere Molmasse liegt bei 500 bis 1000 kg/mol.
  • -- PE-UHMW: ultrahochmolekulares Polyethylen mit einer mittleren Molmasse von bis zu 6000 kg/mol und einer Dichte von 0,93 bis 0,94 g/cm3.
PP / Polypropylen

Bezeichnung: Polypropylen

Polypropylen (Kurzzeichen PP, gelegentlich auch Polypropen genannt) ist ein teilkristalliner Thermoplast und gehört zu der Gruppe der Polyolefine. Polypropylen wird durch Polymerisation des Monomers Propen mit Hilfe von Katalysatoren gewonnen. Im Jahr 2001 wurden 30 Millionen Tonnen Polypropylen hergestellt.

Die Dichte von PP liegt zwischen 0,895 g/cm3 und 0,92 g/cm3. PP ist somit der Kunststoff mit der geringsten Dichte.

PP ist beständig gegenüber Alkoholen, organischen Lösungsmitteln und Fetten, hingegen ist es unbeständig gegenüber Benzin, Benzol und Kohlenwasserstoffen. PP ist bei höheren Temperaturen gut löslich in Xylol, Tetralin und Decalin sowie weiteren Lösungsmitteln.

PP ist geruchslos und hautverträglich, für Anwendungen im Lebensmittelbereich und der Pharmazie geeignet, es ist physiologisch unbedenklich.

PC / Polycarbonat

Bezeichnung: Polycarbonat

Polycarbonate sind glasklar, einfärb-, schweiß- und klebbar, außerdem sind Polycarbonte sehr formstabil und besitzen eine hohe Schlagzähigkeit.

Den Kunststoff PC findet man unter den Handelsnamen : Makrolon ® der Bayer AG, Lexan ® der Kunststoffsparte von SABIC Innovative Plastics (ehemals GE Plastics) wie auch Calibre ® der Dow Chemical.

Die Struktur von Polycarbonat ist amorph bis gering kristallin. PC läst sich durch Anlösen mit Dichlormethan nahtlos miteinander verschweißen.

Technische Daten:

  • -- Dichte: 1,19 bis 1,24 g/cm³
  • -- Zug-E-Modul: 2200 bis 2400 MPa
  • -- Wärmeausdehnungskoeffizient: ungefähr 70 · 10-6/K
  • -- Bruchdehnung: 12 bis 60 %
  • -- maximale Gebrauchstemperatur: 125, kurzzeitig 135 °C
  • -- Glasübergangstemperatur: 148 °C
  • -- Schmelztemperatur: 220 bis 230 °C
TPE / Thermoplastische Elastomere

Bezeichnung: Thermoplastische Elastomere

Thermoplastische Elastomere (lineare Elastomere; Kurzzeichen TPE) sind Kunststoffe die sich bei Raumtemperatur vergleichbar den klassischen Elastomeren verhalten, sich jedoch unter Wärmezufuhr plastisch verformen lassen, und somit ein thermoplastisches Verhalten zeigen.

Normale Elastomere sind chemisch weitmaschig vernetzte Raumnetzmoleküle. Ihre Vernetzungen können ohne Zersetzung des Materials nicht gelöst werden.

Nach dem inneren Aufbau unterscheidet man Blockcopolymere und Elastomerlegierungen.

Blockcopolymere besitzen innerhalb eines Moleküls Hart- und Weichsegmente. Der Kunststoff besteht also aus einer Molekülsorte, in der beide Eigenschaften verteilt sind (z.B. SBS, SIS).

Elastomerlegierungen sind Polyblends, also Zusammenmischungen  von fertigen Polymeren, der Kunststoff besteht also mehreren Molekülsorten. Durch unterschiedliche Mischungsverhältnisse und Zusatzmittel erhält man maßgeschneiderte Werkstoffe (wie zum Beispiel:  Polyolefin- Elastomer aus Polypropylen (PP) und Naturgummi (NR) – je nach Mengenverhältnis decken sie einen weiten Härtebereich ab).

Unter vielen verschiedenen Handelsnamen wie auch "Forprene ®" verbergen sich Thermoplastische Elastomere die u.a. bei den Heftschalen von diversen Messerherstellern zu finden sind.

PAC / Polyacryl

Bezeichnung: Polyacryl

Polyacryl-Fasern werden ein zwei verschiedenen Verfahren hergestellt. Das Trockenspinnverfahren: Hier tritt die Spinnmasse aus der Spinndüse in den Spinnschacht aus, in diesen wird Warmluft eingeblasen. Das Nassspinnverfahren: Hierbei wird die Spinnmasse in ein sogenanntes Fällbad gedrückt .

Polyacrylfasern haben eine strukturierte rauhe Oberfläche, eine hohe Bauschfähigkeit, sind sehr formbeständig, haltbar und pflegeleicht . Durch die rauhe (wollähnliche) Oberfächenstruktur haftet schmutz sehr leicht an der Faser an. Polyacrylfasern nehmen nur wenig Feuchtigkeit auf und trocknen folglich sehr schnell. Ein Nebeneffekt ist, das sich das Material sehr leicht  elektrostatisch auflädt. Polyacryl hat eine hohe  Beständigkeit gegenüber Licht, Wetter.

Die Faser sind hoch elastisch, knittern nur wenig, haben eine niedrige Dichte und ein geringes Gewicht, lassen sich nur schwer färben und haben einen wollähnlichen Griff.

Polyacrylfasern werden  bei Gardinen, Markisen, Bootsverdecken, Pelzimitationen,  Netzen, Dekostoffen, Möbelstoffen, Bodenbelägen eingesetzt. und wird mit bei Oberbekleidung oft mit Wolle gemischt.

Für die Rohstoffkennzeichnung der Polyacryl-Faser wird das Kurzzeichen (PAN), und für die Modacryl-Faser (MAC) angegeben.

Markennamen: Dralon©, Orlan©, Dunova©, Dolan©, Wolypyla©, Redon©, Leacril©

POM / Polyacetal

Bezeichnung: Polyacetal

Der unter dem Namen Polyoximethylen (abgekürzt POM) oder Polyacetal bekannte thermoplastische, teilkristalline Kunststoff ist seit 1956 auf dem Markt. POM wird wegen seiner hohen Steifigkeit, der niedrigen Reibwerte und seiner ausgezeichneten Dimensionsstabilität als technischer Kunststoff, besonders für Präzisionsteile, eingesetzt.

Materialeigenschaften:

  • -- exzellente Federeigenschaften
  • -- hohe mechanische Steifigkeit und Festigkeit
  • -- eine optimale Dimensionsstabilität
  • -- hervorragende Beständigkeit gegen unterschiedliche Chemikalien
  • -- Wärmeformbeständigkeit 
  • -- gute elektrische und dielektrische Eigenschaften
  • -- geringe Wasseraufnahme
PA / Polyamid

Bezeichnung: Polyamid

Polyamide (Kurzzeichen PA) sind Polymere, deren Wiederholungseinheiten als charakteristisches Merkmal die Amidgruppe besitzen. Polyamide wurden im Jahr 1937 erstmals synthetisiert. Die Bezeichnung Polyamide wird üblicherweise als Bezeichnung für synthetische, technisch verwendbare thermoplastische Kunststoffe verwendet und grenzt diese Stoffklasse damit von den chemisch verwandten Proteinen ab.

Handelsnamen:

  • -- Grilon® (Markenzeichen des Schweizer Polyamid-Produzenten Ems-Chemie)
  • -- Nylon (DuPont de Nemours)
  • -- Perlon® (I. G. Farbenindustrie)
  • -- Timbrelle® (Markenname für PA6.6 Filamentgarne der Fa. TWD Fibres)
  • -- Akulon (Markenname für PA6 der Fa. DSM)
  • -- Dederon (Markenname für PA-6-Fasern aus der DDR)
  • -- Weitere Handelsnamen waren oder sind: Polycaprolactam; Caprolan® (Honeywell); Kapron; Silon; Danamid; Nivion; Enka®; Hydrofil (Honeywell); Dorlon (später Bayer-Perlon); Lamigamid (Schwartz); Anjamid (J&A Plastics); FRIANYL (Frisetta Polymer). Bekannte synthetische Vertreter der Polyamide sind unter den Namen Nylon (PA 66), Cordura, Kevlar und Perlon (PA 6) im Handel. In der DDR war letzterer Kunststoff als Dederon bekannt.

Materialeigenschaften:

  • -- Dichte: 1,14 g/cm3
  • -- E-Modul :2300 N/mm2
  • -- Wärmeleitfähigkeit: 0,25 W/(m x K)
  • -- Glasübergangstemperatur: 60…75 °C
  • -- Elektrische Leitfähigkeit (?): 10–12 (Ohm·m)-1
  • -- Zug-Modul in MPa (trocken/luftfeucht)(PA6): 2700…3500/900…1200
  • -- Schmelzpunkt in °C: 220 (PA6) und 260 (PA 6.6)
  • -- PA lässt sich mit Ameisensäure anlösen und damit auch kleben, abhängig vom Polyamid benötigt man unterschiedliche Konzentrationen (z. B. PA 6 70 %, PA 6.6 80 %).
  • -- Kompakte Polyamide haben einen hohen Verschleißwiderstand und gute Gleiteigenschaften.
  • -- Der größte Teil der Polyamidproduktion wird demnach als Synthesefaser für Textilien verwendet. Beispiele sind Angelschnur, künstliche Schwämme,  Nylonstrümpfe, Regenbekleidung, Seile jeder Größe vom Kletterseil bis zur Hochsee-Schlepper-Trosse, Spanndrähte, technische Gewebe (Papierherstellung), Tennissaiten, Sportbekleidung
  • -- elektrische Durchschlagsfestigkeit bis zu 120 kV mm-1
ABS / Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat

Bezeichnung: Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat

Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (abgekürzt ABS) ist ein synthetisches Terpolymer aus den drei unterschiedlichen Monomerarten Acrylnitril, Butadien und Styrol und gehört zu den amorphen Thermoplasten. Die Mengenverhältnisse können dabei variieren von 15–35 % Acrylnitril, 5–30 % Butadien und 40–60 % Styrol.

Materialeigenschaften:

  • -- Dichte: 1040 bis 1120 kg m-3
  • -- Zugfestigkeit: 32 bis 56 N mm-2
  • -- E-Modul (DIN 53457): 1900-2700 MPa
  • -- Reißdehnung (DIN 53455): 15 bis 30%
  • -- linearer Ausdehnungskoeffizient: 60-110 K-1·10-6
  • -- Wärmeleitfähigkeit: 0,18 W m-1 K-1
  • -- Dauergebrauchstemperatur: max. 85 bis 100 °C
  • -- hohe Oberflächenhärte
  • -- gute Schlagfestigkeit
  • -- gute Ölbeständigkeit
  • -- kann mit Methyl-Ethyl-Keton (MEK) und Dichlormethan (Methylenchlorid) (gesundheitsschädlich!) geklebt werden
  • -- elektrische Durchschlagsfestigkeit bis zu 120 kV mm-1
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