Verarbeitung von Kunststoffen

 
Urformverfahren
In der technischen Verarbeitung von Kunststoffen spricht man von Formmassen. Dies sind granulat-, pulverförmige, oder flüssige, verarbeitungsfertige Kunststoffe. Anschließend wird diese formlose Masse durch Umformverfahren in die gewünschte Position gebracht.
Härtbare Formmassen (Duroplasten) werden zunächst im unvernetzten Zustand in Pressformen geführt. Unter Wärmezufuhr härtet der Kunststoff aus. Man unterscheidet beim presseverfahren zwischen verschiedenen Formen: Formpressen, Spritzpressen und Schichtpressen. Ein neueres Verfahren ist das Spritzgießverfahren.
Flüssige Duroplaste werden auch in Formen ohne Druck gefüllt. Die Aushärtung erfolgt dabei auf chemischem Wege.
 
Thermoplastische Formmassen werden über das Spritzgieß-, Extrusions- und Extrusionblasverfahren verarbeitet. Die feste Formmasse wird in einer so genannten Plastifiziereinheit (Zylinder mit rotierenden Schnecken) unter Wärmezufuhr in den thermoplastischen Zustandsbereich überführt. Die Formgebung erfolge dann auf verschiedene Weisen:
Spritzgießen: Die plastische Masse wird durch eine Düse in ein geschlossenes zweiteiliges Werkzeug gespritzt. Durch Abkühlen im Werkzeug entsteht das Formteil
Extrudieren: Der Thermoplast wird durch eine formgebende Düse (Rohr, Profil, Tafel) in eine Kalibriervorrichtung und anschließend in ein Kühlbad gefördert. Es entsteht ein formstabiles Extrudat.
Extrusionsblasen: Mit Hilfe eines Extruders wird ein Rohr geformt, welches anschließend in ein zweiteiliges Werkzeug geführt wird. Dort wird das Rohr abgeschnitten und aufgeblasen. In dem gekühlten Werkzeug entsteht dann der stabile Hohlkörper.
 
Umformverfahren.
Schon geformte Thermoplasten können durch erwärmen in eine andere Form gebracht werden. Je nachdem wie das umzuformende Material beantsprucht wird spricht man von:
Biegeformen - Abkanten, Biegen
Druckumformen - Prägen
Zugumformen - Streckziehen
Zug-Druck-Umformen - Tiefzeihen
Problematisch ist das Umformen von amorphen Thermoplasten. Beim Umformen (besonders auch beim Streckziehen) treten Molekülorientierungen auf, d.h. die mechanischen Eigenschaften erhalten eine Richtungsabhängigkeit.
 
Fügeverfahren - Schweißen
Das Verbinden von thermoplastischen Polymeren wird als Kunststoffschweißen bezeichnet. Dabei wird unter Anwendung von Wärme oder Kraft im thermoplastischen Zustandsbereich geschweißt. Es kann mit und ohne Zusatzstoffe geschweißt werden. Man unterscheidet je nach Art der Erwärmung verschiedene Schweißverfahren:
- Warmgasschweißen (Tafeln und Rohre)
- Heitzelementschweißen (Rohre für Wasserleizungen)
- Hochfrequenzschweißen (für PVC weich-Folien und beschichteten Geweben)
- Ultraschallschweißen (Formteile in der Serienfertigung)
 
Fügeverfahren - Kleben
Klebstoffe sind nichtmetallische Substanzen, welche Körper durch Oberflächenhaftung (Adhäsion) und innerer Festigkeit (Kohäsion) verbinden können. Die Eignung eines Klebers zum verbinden von Kunststoffen ist abhängig von den Löslichkeitseigenschaften eines Kunststoffes. Man unterscheidet beim Kleben zwischen Adhäsions- und Diffusionsklebung.
Adhäsionsklebung: Hier spielen nur die Adhäsionskräfte zwischen Fügeteil und Klebstoff eine Rolle. Die im Klebstoff enthaltenen Lösemittel greifen den Kunststoff beim Kleben nicht an. Mit Adhäsionsklebung lassen sich viele Kunststoffe miteinander verbinden (PE, PP, PTFE und SI jedoch nicht).
Diffusionsklebung: Bei der Fügeklebung diffundieren Lösemittel sowie andere Bestandteile des Klebers in den Kunststoff ein. Man unterscheidet verschiedene Kunststoffkleber. Der Unterschied liegt darin, wie die Kleber abbinden (physikalisch durch Verdunsten, Abkühlen oder chemische durch eine Reaktion.

 

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