Technische Kunststoffe: Eigenschaften, Arten und Verwendungen

Kunststoffe sieht man überall, aber nicht alle Kunststoffe sind gleich. Einige sind schwach und weich, während andere zäh und hitzebeständig sind. Die starken Kunststoffe werden als technische Kunststoffe bezeichnet.

In diesem Leitfaden lernen Sie die verschiedenen Arten von technischen Kunststoffen, ihre Eigenschaften und ihre Verwendung kennen.

Was sind technische Kunststoffe?

Technische Kunststoffe sind Hochleistungspolymere, die in vielen Anwendungen Metalle, Keramik und Glas ersetzen können. Im Gegensatz zu normalen Kunststoffen können sie mehr Hitze, Stress und Chemikalien aushalten, weshalb sie für den Bau starker und haltbarer Teile nützlich sind.

Eigenschaften von technischen Kunststoffen

Technische Kunststoffe haben besondere Eigenschaften, die sie für den Einsatz unter schwierigen Bedingungen geeignet machen. Hier sind einige wichtige Eigenschaften:

• Stark und langlebig
• Transparent oder transluzent
• Chemikalienbeständig
• Formstabilität
• Schwer entflammbar
• Hitzebeständig
• Wasserfest
• Geringe Reibung
• Gute elektrische Isolierung

Vorteile und Nachteile von technischen Kunststoffen

Technische Kunststoffe bieten viele Vorteile, haben aber auch einige Nachteile. Es ist wichtig, beide zu kennen, bevor man sie für ein Projekt auswählt.

Vorteile von technischen Kunststoffen

• Technische Kunststoffe sind härter als normale Kunststoffe. Sie können schwere Lasten, Stöße und Belastungen aushalten, ohne zu brechen.
• Diese Kunststoffe sind viel leichter als Metalle. Sie können das Gewicht von Teilen in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie reduzieren und so die Kraftstoffeffizienz und Leistung verbessern.
• Viele technische Kunststoffe reagieren nicht mit Chemikalien, Ölen oder Lösungsmitteln.
• Einige technische Kunststoffe können extreme Temperaturen aushalten, ohne zu schmelzen oder an Festigkeit zu verlieren.
• Die meisten technischen Kunststoffe leiten keinen Strom und eignen sich daher hervorragend für elektronische Bauteile und Kabelisolierungen.
• Diese Kunststoffe schrumpfen und verziehen sich nicht so leicht, so dass sie auch unter schwierigen Bedingungen ihre Form behalten.
• Technische Kunststoffe können in komplexe Formen gegossen werden und ermöglichen so individuelle Designs, die mit Metall oder anderen Materialien nur schwer zu realisieren sind.
• Einige technische Kunststoffe sind von Natur aus gleitfähig, was den Verschleiß an beweglichen Teilen verringert.
• Viele technische Kunststoffe sind umweltfreundlich, weil sie recycelt werden können.

Nachteile von technischen Kunststoffen

• Während einige Arten große Hitze vertragen, können andere bei extremen Temperaturen schwächer werden oder ihre Form verändern.
• Einige technische Kunststoffe zersetzen sich, wenn sie zu lange der UV-Strahlung ausgesetzt sind. Dies kann dazu führen, dass sie verblassen, Risse bekommen oder ihre Festigkeit verlieren.
• Im Vergleich zu Standardkunststoffen sind technische Kunststoffe in der Herstellung und im Einkauf teurer.
• Nicht alle Arten von technischen Kunststoffen sind leicht zu finden. Einige Spezialtypen werden nur von wenigen Herstellern produziert und sind daher schwerer zu beschaffen.
• Einige technische Kunststoffe erfordern höhere Temperaturen und spezielle Verarbeitungsmethoden, so dass ihre Herstellung schwieriger und teurer ist.
• Viele technische Kunststoffe können zwar recycelt werden, aber einige enthalten Zusatzstoffe, die das Recycling erschweren oder die Umwelt belasten.
• Im Gegensatz zu Glas oder einigen Standardkunststoffen sind einige technische Kunststoffe nicht völlig klar.
• Obwohl sie gegen viele Chemikalien resistent sind, können einige technische Kunststoffe dennoch mit aggressiven Lösungsmitteln reagieren.
• Einige technische Kunststoffe verlieren bei Frost ihre Flexibilität, so dass sie reißen oder brechen können.

Verschiedene Arten von technischen Kunststoffen

Es gibt viele Arten von technischen Kunststoffen, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Im Folgenden werden einige der gängigsten Arten von technischen Kunststoffen vorgestellt:

Polycarbonate (PC)

Polycarbonat ist ein zäher und haltbarer Kunststoff, der sich leicht formen und gestalten lässt. Er widersteht Stößen, Hitze und Elektrizität besser als herkömmliche Kunststoffe.

Einige Arten von Polycarbonaten sind auch klar wie Glas. Aufgrund dieser Eigenschaften werden sie häufig zur Herstellung von Motorradhelmen, Stoßstangen und optischen Datenträgern (wie CDs und DVDs) verwendet.

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)

ABS wird aus einer Mischung verschiedener Chemikalien hergestellt, um einen starken und hitzebeständigen Kunststoff zu schaffen. Außerdem ist er flammfest, chemikalienbeständig und bietet eine gute elektrische Isolierung.

Da ABS leicht zu bearbeiten und in 3D zu drucken ist, wird es häufig für Armaturenbretter, Radabdeckungen und Stoßstangen verwendet.

Polymethylmethacrylat (PMMA)

PMMA, auch Acryl genannt, ist für sein klares, glasähnliches Aussehen bekannt. Es ist stark, hitzebeständig und leicht. Man findet es in Auto-Rückleuchten, Schutzschilden und Anzeigetafeln.

Polyamid (PA)

Polyamid, auch Nylon genannt, ist einer der beliebtesten und am häufigsten verwendeten Kunststoffe überhaupt. Er wird durch die Kombination von Säure- und Amidmolekülen hergestellt, die lange Polymerketten bilden.

Nylon ist stark, hart und korrosionsbeständig. Es ist außerdem leicht zu formen, hat eine glatte und glänzende Oberfläche und ist ungiftig. Außerdem lässt es sich leicht mit anderen Materialien mischen, um seine Eigenschaften zu verbessern.

Polyoxymethylen (POM)

POM ist ein harter und verschleißfester Kunststoff, der sich leicht zu Hochleistungsteilen verarbeiten lässt. Er wird häufig für Zahnräder, Befestigungselemente, Kugellager und andere mechanische Teile verwendet, die Festigkeit und Haltbarkeit erfordern.

Polyethylenterephthalat (PET)

PET ist ein leichter und transparenter Kunststoff, der aus Terephthalsäure und Ethylenglykol hergestellt wird. Er ist stabil, stoßfest und widerstandsfähig gegen Hitze, Chemikalien und Feuchtigkeit.

PET nimmt auch keinen Alkohol auf und bleibt unter verschiedenen Bedingungen stabil. Es ist heute einer der am häufigsten recycelten Kunststoffe.

Polyphenylensulfid (PPS)

PPS ist ein Hochleistungskunststoff, der in der Regel weiß ist und ein hohes Maß an Kristallinität aufweist. Er ist für seine ausgezeichnete Hitze- und Chemikalienbeständigkeit bekannt und funktioniert auch bei extremen Temperaturen von 240-260°C.

Selbst bei großer Hitze behält PPS seine Festigkeit, Härte und Beständigkeit gegen Korrosion, UV-Licht und Strahlung bei. Außerdem ist es flammhemmend und ein guter elektrischer Isolator.

Polyetheretherketon (PEEK)

PEEK ist ein hochhitzebeständiger Kunststoff, der aus Polyetheretherketonharzen hergestellt wird. Er hält Temperaturen von 260°C über längere Zeit und bis zu 310°C über kurze Zeit stand.

PEEK hat eine hohe mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Reibungsbeständigkeit und UV-Beständigkeit. Es ist außerdem schwer entflammbar und erzeugt beim Verbrennen nur sehr wenig Rauch.

Technische Kunststoffe vs. Commodity-Kunststoffe

Standardkunststoffe sind alltägliche Kunststoffe, die in großen Mengen verwendet werden und bei denen keine besonderen Leistungen erforderlich sind. Dazu gehören Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC), Polyurethan (PU) und Polystyrol (PS).

Standardkunststoffe sind in Verpackungen, Behältern, Einwegprodukten, Kleidung und Haushaltsgegenständen zu finden. Sie sind erschwinglich, leicht herzustellen und weit verbreitet, aber sie bieten keine hohe Festigkeit, Hitzebeständigkeit oder Haltbarkeit.

Dagegen sind technische Kunststoffe wie die oben genannten für Hochleistungsanwendungen konzipiert. Diese Materialien ersetzen aufgrund ihrer Eigenschaften in vielen Branchen die traditionellen Metalle und Keramiken.

Technische Kunststoffe werden in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Elektrotechnik, der Elektronik und im Bauwesen verwendet. Sie sind jedoch teurer als Standardkunststoffe und werden daher in der Regel für kleinere Präzisionsteile oder Kleinserienanwendungen verwendet, bei denen es auf die Leistung ankommt.

Anwendungen von technischen Kunststoffprodukten

Technische Kunststoffe werden in vielen Branchen eingesetzt, wobei jede Anwendung spezifische Eigenschaften erfordert. Hier sind einige gängige Anwendungen:

Reibungsarme Teile

Zu diesen Komponenten gehören verschleißfeste Oberflächen, Führungen, Lager und Schlitten. Sie benötigen einen niedrigen Reibungskoeffizienten, damit sie sich reibungslos bewegen können, ohne zu schnell zu verschleißen.

Dies trägt dazu bei, dass Maschinen und Geräte länger halten und weniger Wartung benötigen.

Mechanische Kunststoffteile

Zu den mechanischen Kunststoffteilen gehören Zahnräder, Nocken und Kupplungen. Diese Teile müssen stark genug sein, um Stöße und Spannungen auszuhalten, ohne zu brechen.

Außerdem müssen sie stabil bleiben und auch bei hohen Temperaturen lange Zeit gut funktionieren.

Elektrische Kunststoffkomponenten

Elektrische Kunststoffteile, wie z. B. Steckverbinder und Relais, müssen der Elektrizität widerstehen und gleichzeitig stark und stabil bleiben. Sie müssen physischen Belastungen und Temperaturschwankungen standhalten, ohne zu versagen.

Da Kunststoff Elektrizität nicht wie Metall leitet, trägt er zur Sicherheit elektrischer Systeme bei.

Chemikalien- und hitzebeständige Kunststoffteile

Zu diesen Teilen gehören Wasserpumpengehäuse, Ventildeckel und Kraftstoffleitungen. Sie müssen korrosionsbeständig gegenüber Chemikalien sein und hohen Temperaturen standhalten.

Sie werden häufig in Umgebungen eingesetzt, in denen herkömmliche Materialien wie Metall zu schnell verschleißen würden.

Schlussfolgerung

Sie wissen jetzt, dass technische Kunststoffe stärker und haltbarer sind als normale Kunststoffe und in einigen Anwendungen Metalle und Keramiken ersetzen können. Sie halten Hitze, Stress und Chemikalien aus und sind daher für viele Branchen nützlich.

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