Nichtmetallische Werkstoffe

Kunststoffe sind hochmolekulare Verbindungen, die durch Abwandlung von Naturprodukten oder — in der Mehrzahl der Fälle — synthetisch gewonnen werden. Bei organischen Hochpolymeren sind die Molekülketten ausschließlich oder vorwiegend aus Kohlenstoffatomen aufgebaut, bei halborganischen befinden sich in den Hauptketten anorganische Stoffe wie Si, F oder O, während organische Gruppen die Nebenketten bilden. Nach dem Verhalten in der Wärme wird in Thermoplaste und Duroplaste unterschieden. Thermoplaste gehen bei Erwärmung in einen breiigen und z. T. flüssigen Zustand über, ein Vorgang, der unterhalb der Zersetzungsgrenze reversibel ist. Es handelt sich um Hochpolymere, die aus bis zu 1 μm langen Makro- oder Kettenmolekülen aufgebaut sind. Die primären Bindungen innerhalb der Moleküle werden als Hauptvalenzen, die sekundären schwächeren Bindungen zwischen den Ketten als Nebenvalenzen bezeichnet. Ihre Größe nimmt bei Temperaturerhöhung ab, so daß es zum Gleiten der linearen Kettenmoleküle aufeinander kommt, der Werkstoff wird zunächst thermoelastisch und schließlich thermoplastisch (Bild 9.1). Im Gebiet der Thermoelastizität wird spanlos umgeformt, im thermoplastischen Bereich gespritzt, kalandriert und geschweißt. Nur Thermoplaste eignen sich zum Schweißen. Durch Weichmacher wird im allgemeinen die Schweißeignung verbessert, gleichzeitig aber werden die mechanischen Gütewerte ungünstiger. Das Schweißen spielt in der Kunststofftechnik keine sehr große Rolle, da heute Kleber zur Verfügung stehen, deren Festigkeit derjenigen der Kunststoffe entspricht.