Stellen Sie sich eine Welt vor, in der scheinbar endlose Möglichkeiten durch die Erwärmung und Abkühlung eines einzigen Materials entstehen: Thermoplaste. Dieses Buch enthüllt die faszinierende Geschichte und die vielseitigen Anwendungen dieser synthetischen Wunderwerke, von den bescheidenen Anfängen mit Victor Regnault und der zufälligen Entdeckung von PVC bis hin zur heutigen allgegenwärtigen Präsenz in unserem Alltag. Entdecken Sie die chemischen Prozesse – Polymerisation, Polykondensation und Polyaddition –, die aus einfachen Bausteinen komplexe Makromoleküle formen, und erfahren Sie, wie diese Prozesse die Grundlage für die Herstellung von Granulaten bilden, dem Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von Produkten. Tauchen Sie ein in die Welt der Verarbeitungsverfahren, von der präzisen Extrusion, die Rohre und Folien formt, über das Spritzgussverfahren, das komplizierte Formteile mit höchster Genauigkeit ermöglicht, bis hin zum Extrusionsblasformen, das die Herstellung von Hohlkörpern revolutioniert hat. Dieses Buch ist eine umfassende Einführung in die Welt der Thermoplaste, die nicht nur die wissenschaftlichen Grundlagen erklärt, sondern auch die technologischen Innovationen und die breiten Anwendungsmöglichkeiten aufzeigt, die diese Materialien so unverzichtbar für moderne Industrie und Konsumgüter machen. Es ist eine Reise von den ersten Experimenten im Labor bis hin zu den hochentwickelten Produktionsprozessen, die unsere moderne Welt prägen, ein Muss für alle, die sich für Materialwissenschaften, Ingenieurwesen oder einfach nur für die Welt um uns herum interessieren. Verstehen Sie die Schlüsselrolle von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in diesen Materialien und erkennen Sie, wie Thermoplaste unsere Verpackungen, Fahrzeuge, Elektronik und unzählige andere Aspekte unseres Lebens beeinflussen. Dieses Buch ist ein unverzichtbarer Leitfaden, um die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft der Thermoplaste zu verstehen.
Autor: Philipp Eschenbach
Thermoplaste thermos = warm | passo = bilden
- Kunststoff: Oganische Werkstoffe, die als Makromoleküle aufgebaut sind und die durch Umwandlung von Naturprodukten oder durch Synthese von Primärstoffen aus Erdöl, Erdgas oder Kohle entstehen
- Organisch: Grundbaustein Kohlenstoff
- Umgewandelte Naturprodukte:z.b. Vulkanisierter Kautschuk
- Markomolekühle sind molekühle mit mer als 1000 atome (riesig große molekühle)
- Definition: Thermoplaste sind synthetische hochmolekulare Stoffe bzw. abgewandelte Naturstoffe, deren einzelne Molekülketten nicht durch chemische Bindungen miteinander verknüpft sind. Ihr typisches Kennzeichen ist die Erweichung bei Temperaturerhöhung nach überschreiten ihres Erweichungspunktes und die Erhärtung bei Abkühlung. Dieser Vorgang, der auch Thermoplastizität genannt wird, ist im Prinzip beliebig oft wiederholbar. Thermoplaste sind kettenförmig eindimensional oder strauchähnlich verzweigt
- 1838: Victor Regnault stellt PVC her in dem er Vinylchlorid der sonne aussetzt die erste Thermoplaste
- 1938 hundert Jahre später… Großherstellung von PVC
- nicht nur PVC sonder auch:
- Celluloid: Tennisbälle
- Polystyrol: Verpackung
- Acrylglas: Rückstrahler…
- Polyamid: Zahnräder
- Hochdruckpolyethylen Folien
Herstellung:
- Hauptbestanteile: C H O… hinzu kommen manchmal Stickstoff, Schwefel, Fluor und Chlor
- Polymerisation: die einzelnen Bausteine werden unter Aufspaltung von Doppelbindungen auseinandergereiht
- Polykondensation: bei der Verbindung der Einzelbausteine zum Grossmolekül wird meist wasser oder Akohol frei. die Einzelbausteine werden dabei geringfügig chemisch verändert
- Polyaddition: bei den Einzelbausteinen werden zunächts Bindungen aufgespalten (ähnliche wie bei der Polymerisation). vor der endgültigen Bindung der Einzelbeisteine zum Grossmolekül finden noch innermolekulare Umlagerungen statt. Dabei werden vorallem Stickstoff- und Sauerstoffatome zu den Nahtstellen zwischen den Einzelbausteinen verlagert
- NACH DER HERSTELLUNG ERHÄLT MAN EIN GRANULAT!!!!!!
Verarbeitungsverfahren:
- Der Extruder: in einem beheizten Zylinder dreht sich eine Schnecke, welche die Formmasse nach vorn fördert, verdichtet, plastifiziert (aufschmilzt) und homogenisiert (homogenes = gleichmässig). Vor den Schneckenzylinder ist ein Werkzeug gesetzt.
Dieses gibt der plastisch austretenden Masse die gewünschte Form z.b. Rohre, Folien
- Das Spritzgussverfahren: Granulat wird wie oben mit schnecke verarbeitet aber dann durch eine Düse in eine Form gespritzt was eine hohe genauigkeit vorbingt. das Verfahren ist stark verbreitet, weil damit auch komplizierte Formteile von hoher Qualität und Massgenauigkeit meist ohne Nacharbeit hergestellt werden können. Es werden vorwiegend Thermoplaste und im geringen Masse auch Duroplaste und Elastomere verarbeitet
- Extrusionsblasformen: Dieses Verfahren dient der Herstellung von Hohlkörpern. Ein Extruder drückt einen fast plastischen Schlauch in ein zweiteiliges Hohlwerkzeug.
Durch das Schliessen des Werkzeugs wird der Schlauch oben und unten luftdicht abgequetscht Eingeblasene Luft drückt Ihn dann an die abkühlen; den Innenwände
Häufig gestellte Fragen
Was sind Thermoplaste laut Philipp Eschenbach?
Thermoplaste sind synthetische hochmolekulare Stoffe oder abgewandelte Naturstoffe, deren Molekülketten nicht chemisch miteinander verbunden sind. Sie erweichen bei Erwärmung über ihren Erweichungspunkt und härten bei Abkühlung aus. Dieser Vorgang ist wiederholbar.
Was ist das Grundprinzip der Thermoplastizität?
Das Grundprinzip der Thermoplastizität ist, dass Thermoplaste bei Erwärmung weich werden und bei Abkühlung wieder hart. Dieser Prozess kann beliebig oft wiederholt werden.
Welche Elemente sind Hauptbestandteile von Thermoplasten?
Die Hauptbestandteile von Thermoplasten sind Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O). Manchmal kommen noch Stickstoff, Schwefel, Fluor und Chlor hinzu.
Welche drei Herstellungsverfahren für Thermoplaste werden genannt?
Es werden Polymerisation, Polykondensation und Polyaddition als Herstellungsverfahren für Thermoplaste genannt. Nach der Herstellung erhält man Granulat.
Was ist Polymerisation im Zusammenhang mit der Thermoplastherstellung?
Bei der Polymerisation werden die einzelnen Bausteine unter Aufspaltung von Doppelbindungen auseinandergereiht.
Was passiert bei der Polykondensation?
Bei der Polykondensation wird bei der Verbindung der Einzelbausteine zum Grossmolekül meist Wasser oder Alkohol frei. Die Einzelbausteine werden dabei geringfügig chemisch verändert.
Was geschieht bei der Polyaddition?
Bei der Polyaddition werden zuerst Bindungen in den Einzelbausteinen aufgespalten. Vor der endgültigen Bindung der Einzelbeisteine zum Grossmolekül finden noch innermolekulare Umlagerungen statt. Dabei werden vorallem Stickstoff- und Sauerstoffatome zu den Nahtstellen zwischen den Einzelbausteinen verlagert
Welche Verarbeitungsverfahren für Thermoplaste werden beschrieben?
Es werden der Extruder, das Spritzgussverfahren und das Extrusionsblasformen beschrieben.
Wie funktioniert ein Extruder bei der Verarbeitung von Thermoplasten?
In einem beheizten Zylinder dreht sich eine Schnecke, die die Formmasse nach vorn fördert, verdichtet, plastifiziert (aufschmilzt) und homogenisiert. Vor dem Schneckenzylinder befindet sich ein Werkzeug, das der austretenden Masse die gewünschte Form gibt.
Was ist das Spritzgussverfahren?
Beim Spritzgussverfahren wird Granulat mit einer Schnecke verarbeitet und dann durch eine Düse in eine Form gespritzt, was eine hohe Genauigkeit ergibt. Es werden vorwiegend Thermoplaste und im geringen Masse auch Duroplaste und Elastomere verarbeitet.
Wie funktioniert das Extrusionsblasformen?
Beim Extrusionsblasformen drückt ein Extruder einen fast plastischen Schlauch in ein zweiteiliges Hohlwerkzeug. Durch das Schliessen des Werkzeugs wird der Schlauch luftdicht abgequetscht, und eingeblasene Luft drückt ihn an die Innenwände, wo er abkühlt.
Welche frühen Beispiele für Thermoplaste werden genannt?
Es werden PVC (hergestellt 1838), Celluloid, Polystyrol, Acrylglas, Polyamid und Hochdruckpolyethylen Folien genannt.
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- Philipp Eschenbach (Author), 2001, Thermoplaste. Ein Überblick der Geschichte, Herstellung und Verbreitungsverfahren, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/103830
