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All main topics / Baustoffkunde / Kunststoffe

Baustoffkunde - Kunststoffe (24 Cards)

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10.1. Kunststoffe (Aufbau und Eigenschaften)
- künstlich aus den Erzeugnissen des Erdöls, des Erdgases und den Ausgangsstoffen Kohle, Kalk, Wasser und Luft hergestellt

- Wichtigste Elemente fast aller Kunststoffe sind Kohlenstoff und Wasserstoff

- Zu den Kunststoffen zählen auch Silikone

- bestehen aus sehr großen Molekülen, den Makromolekülen, die aus vielen Atomen in Form von Grundmolekülen, den Monomeren, zusammengesetzt sind
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10.1. Aufbau und Eigenschaften (Vorteile,Nachteile)
Kunstoffe
• durch chemische Umwandlung (Synthese) hergestellte organische, makromolekulare Stoffe
• abgewandelte Naturstoffe

Vorteile
• geringes Gewicht
• Isolierend
• gut formbar und bearbeitbar
• einfärbbar

Nachteile
• wenig wärmebeständig
• geringe Zugfestigkeit
• Kriechen
• Altern
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10.1. Aufbau und Eigenschaften (Verwendung, Gründe für Verwendung)
- Verwendung von der Isolierung bis zu Rohren, von Fensterrahmen bis zum Innendesign

Dächer: Bautenschutzfolien, Dachrinnen, Fallrohre...
Ver- u. Entsorgung: Rohrleitungssysteme
Türen u. Fenster: Profile, Füllungen, Fensterbänke.....



- Einsatz von Kunststoffen aufgrund:
a) Dauerhaftigkeit
b) Korrosionswiderstand
c) Wirtschaftlichkeit
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10.2. Einsatzgebiete von Kunstoffen
Kunststoffe werden im Bauwesen als Werkstoffe als Halbzeug und als Bauteile verwendet.

Werkstoffe:Fußbodenbeschichtungen, Dichtungsmassen für Dehnungsfugen, Zusätze für Mörtel und Betone und Fliesenkleber

Halbzeuge:Abwasserrohre, Dränrohre, Bodenbeläge, Dichtungsbahnen und Platten zur Wärme-und Schalldämmung

Bauteile:
Lichtschächte, Regenabläufe, Fenster, Bauteile etc.
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10.3. Herstellung von Kunststoffen (2 Phasen)
Phasen:

• Herstellung reaktionsfähiger Einzelmoleküle (Monomere)

• Verknüpfung zu Makromolekülen (Polymeren)
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10.3. Herstellung von Kunststoffen (Herstellverfahren)
Herstellverfahren:
-Polymerisation
-Polykondensation und
-Polyaddition
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10.3. Herstellung von Kunststoffen (Polymerisation)
- Gleiche Monomere werden durch Aufbrechen von Mehrfachbindungen verkettet.
- Die Polymerisation erfordert Energiezufuhr (Wärme; radioaktive Strahlung) oder Katalysatoren.
- Bei der Verbindung werden keine Stoffe abgespalten
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10.3. Herstellung von Kunststoffen (Polykondensation)
Polykondensation: Verbindung verschiedener Grundmoleküle durch Abspaltung einfacher Nebenprodukte wie Wasser oder Alkohol
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10.3. Herstellung von Kunststoffen (Polyaddition)
Polyaddition: Verschiedene Monomere werden dadurch verkettet, dass einige Atome oder Atomgruppen ihren Platz wechseln, ohne dass dabei eine Abspaltung von Nebenprodukten eintritt
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10.3. Herstellung von Kunststoffen (Molekulare Kräfte)
a) Hauptvalenzkräfte
Chemische Bindungskräfte innerhalb einer „Kette“

b)Nebenvalenzkräfte
Physikalische Bindungskräfte zwischen den „Ketten“
-schwächer als Hauptvalenzkräfte
-durch elektrostatische Anziehung
-bestimmen thermische und physikalische Eigenschaften
-werden schwächer bei Temperaturanstieg
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10.4. Kunststoffarten (Hauptgruppen)
Nach der Art der „Verkettung“ der Molekülketten werden drei Hauptgruppen gebildet:
- Thermoplaste
- Duoplaste
- Elastomere
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10.4. Kunststoffarten (Thermoplaste)
- werden bei Erwärmung weich und Verfestigen sich bei Abkühlung wieder

- fadenförmige, nicht vernetzte, ungeordnete Fadenmoleküle, die auch teilkristallin sein können
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10.4. Kunststoffarten (Wichtige Thermoplaste)
Polyvinylchlorid (PVC) Hart-PVC(zB Rohre, Dachrinne, Fenster):
- bis 80°C hart; bis 165°C plastisch-weich
- beständig gegen: Säuren, Laugen, Salze Alkohole, Benzine, Öle
Alterung, Witterung
- nicht beständig: Lösemittel
- Bearbeitbarkeit: biegen, spanen, schweißen, kleben
Weich-PVC (mit bis zu 50% Weichmacher)zB Bodenbeläge, Folien:
- bis zu 40°C gummielastisch weich
- lederartig, versprödet allmählich
- nicht so chemikalienfest wie Hart-PVC
- wird von meisten Lösemitteln angegriffen
- Bearbeitbarkeit: Kleben, schweißen, schneiden
Polystrol (PS)zB Hartschaumplatten, Verpackungen, Schalkörper:
-bis 70°C wärmebeständig, farblos, glänzend, hart, spröde
-splittert bei Bruch, schlag- u. Stoßempfindlich
Bearbeitbarkeit: spanen, schweißen, kleben, schäumen
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10.4 Kunststoffarten (Duroplaste)
-Duroplaste sind Kunststoffe, die sich in ausgehärtetem Zustand auch bei stärkerer Erwärmung nicht mehr erweichen und schmelzen lassen.
- bestehen aus Makromolekülen, die i.d.R. durch Polykondensation aus verschiedenen Vorprodukten gebildet werden
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10.4. Kunststoffarten (Wichtige Duroplaste)
Phenolharz (PF)zB Hartschaumplatten, Kunstharzbeton:
- geld-braun, dunkelt nach, hart, spröde, unlöslich, unschmelzbar, witterungsbeständig
- Bearbeitbarkeit: spanen, kleben, nicht schweißen

Harnstoffharz (UF) u. Melaminharz (MF)zB Essgeschirr, Holzleime:
- farblos, glasklar, dunkelt nicht nach, hart, spröde, nicht schmelzbar
- Bearbeitbarkeit: kleben, schäumen, nicht schweißen
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10.4. Kunststoffarten (Elastomere)
- Elastomere sind Kunststoffe mit elastischen Eigenschaften.
- Sie lassen sich leicht verformen.
-Wird die Last wieder abgenommen, nehmen sie wieder ihre ursprüngliche Form ein.
- Die sog. Gummielastizität ist weitestgehend temperaturunabhängig.
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10.4. Kunststoffarten (Wichtige Elastomere)
Styrol Butadien- Kautschuk (SBR):
- gummielastisch, abriebfester, wärme u. alterungsbeständiger als Naturkautschuk
- Verwendung: Fahrzeugreifen, Gummifedern, Schläuche

Butyl-Kautschuk (IIR):
- gummielastisch bis dauerplastisch, aufschäumbar, spritz- u. spachtelbar, zum Teil klebrig bleibend
- Fugendichtungsmassen, Fugendichtungsbänder
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10.4. Kunststoffarten (Silikon)
- Silikonehaben eine andere Zusammensetzung als übrige Kunststoffe.
- Der Kohlenstoff ist hier durch Silicium ersetzt.

-Die Eigenschaften der Silikone hängt von Länge der Makromoleküle ab.
a) fadenförmige Makromoleküle = Silikonöle
b) schwach vernetzte Makromoleküle = Silikonkautschuke
c) stark vernetzte Silikone = Silikonharze
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10.5. Mechanische Eigenschaften (Spannungsdehnungsverhalten von Thermoplast, Duoplast u. Elastomer)
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10.5. Mechanische Eigenschaften (Festigkeit und Verformung bei Kurzzeitbeanspruchung)
Verformungsvorgang:

- Verformung mit zunehmender Spannung:
1. Strecken der Molekülketten
2. Scheren des Molekülgerüstes
3. Elastische Dehnung der gestreckten Molekülketten

- Bei nicht vernetzten Kunststoffen führt die Streckung der Molekülketten häufig zu plastischen Verformungen

- je nach Kristallisationsgrad (Dichte) haben Kunststoffe auch bei Normaltemperatur stark unterschiedliche Festigkeits-und Verformungseigenschaften
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10.5. Mechanische Eigenschaften (Bruchverhalten)
- Bruchverhalten der meisten Kunststoffe ist makroskopisch spröde, auch das der Thermoplaste
- Beurteilung des Bruchverhaltens aufgrund der Kerbschlagzähigkeit und der Schlagzähigkeit bekommt baupraktische Bedeutung
- Abweichungen im Verhalten bei bereits geringen Temperaturänderungen kann erheblich sein
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10.5 Mechanische Eigenschaften (Zeitstand-und Dauerfestigkeit)
- Der Abfall der Festigkeit mit der Dauer der Belastung ist für alle Kunststoffe im doppeltlogarithmischen Maßstab eine Gerade
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10.5 Mechanische Eigenschaften (Schwingende Beanspruchung)
- Bei der Schwingbeanspruchung kann eine Selbsterwärmung auftreten.
- Dieser Temperatureinflußist zu beachten.
- Einwirken de Medien (z.B. Flüssigkeiten) können einen erheblichen Einflußhaben.
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10.5. Mechanische Eigenschaften (Verhalten bei konstanter Belastung)
Verhalten bei konstanter Belastung
- Kriechen
Flashcard set info:
Author: julianS
Main topic: Baustoffkunde
Topic: Kunststoffe
School / Univ.: TU Darmstadt
City: Darmstadt
Published: 25.03.2010
 
Card tags:
All cards (24)
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