Kunststoff-Lexikon

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thermische Eigenschaften ***

Bitte wählen Sie eine der Eigenschaften aus:

  • Wärmeleitfähigkeit
  • spezifische Wärmekapazität
  • Längenausdehnung
  • Schmelz- oder Glasübergangs­temperatur
  • Wärmeform­beständigkeit (HDT)
  • Vicat-Erweichungs­temperatur
  • maximale Anwendungs­temperatur
  • minimale Anwendungs­temperatur

Die thermische Eigenschaften der 150 wichtigsten Thermoplaste und Duroplaste finden Sie in unserer Datenblattsammlung.

Wärmeleitfähigkeit

Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt, wie viel thermische Energie mittels Wärmeleitung in Form von Wärme in einem Kunststoff transportiert wird.

Für die Wärmeleitzahl $ \ {\lambda} \ $ gilt folgende Beziehung:

Gleichung. Wärmeleitzahl
\[\lambda=\frac{dQ}{dt} \cdot \frac l {A \cdot \Delta T}={\dot Q} \cdot \frac l {A \cdot \Delta T}\]

Die Wärmeleitfähigkeit der 150 wichtigsten Thermoplaste und Duroplaste finden Sie in unserer Datenblattsammlung.

spezifische Wärmekapazität

Die spezifische Wärmekapazität ist die Wärmemenge in J, die einer Masse von 1 g zugefügt werden muss, um die Temperatur um 1 K zu erhöhen.

Die spezifische Wärmekapazität der 150 wichtigsten Thermoplaste und Duroplaste finden Sie in unserer Datenblattsammlung. Für in diesen Datenblättern aufgeführte Kunststoffe kann man die Wärmekapazität $ \ C \ $ als das Produkt der Masse $ \ m \ $ und der auf die Masse bezogenen spezifischen Wärmekapazität $ \ C_S \ $ des betreffenden Kunststoffes berechnen.

Gleichung. Spezifische Wärmekapazität
\[ {\Huge C_S = \frac {C}{ m } } \]
\[ {\Huge C = m \cdot C_S } \]

Längenausdehnung

Die Längenausdehung ist die Längenänderung bei der Erhöhung der Temperatur um 1 K. Besonders bei verstärkten Kunststoffen ist diese abhängig von der Fliessrichtung.

Deshalb sind in unseren Datenblättern 2 Werte angegeben, getrennt durch senkrechtem Strich. Die mittlere Längenausdehnung ist der Mittelwert aus beiden Angaben.

Längenausdehnungskoeffizient

Der Längenausdehnungs­koeffizient $ \ \alpha \ $ eines gegebenen Masses $ \ L \ $ ist eine proportionale Konstante zwischen der Temperaturänderung $ \ \Delta T \ $ pro Kelvin (also um $ \ \mathrm{K}^{-1} \ $) und der dadurch resultierenden relativen Längenänderung $ \ \frac{\Delta L}{L} \ $.

Gleichung. Längenausdehnungs­koeffizent
\[ {\Huge \alpha = \frac {\Delta L}{L \cdot \Delta T }} \]

Der Längenausdehnungs­koeffizient beschreibt also die relative Längenänderung bei Temperaturänderung. Er kann bei Spritzgussteilen längs und quer zur Fliessrichtung unterschiedlich sein. Die beiden Längenausdehnungs­koeffizienten der 150 wichtigsten Thermoplaste und Duroplaste finden Sie in unserer Datenblattsammlung.

Schmelztemperatur

Die Schmelztemperatur markiert den Übergang vom festen Aggregatzustand zu einem flüssigen oder erweichten Zustand.

Schmelzpunkt. Bei teilkristallinen Kunststoffen wird die Schmelztemperatur angegeben, bei der die kristallinen Bereiche in den flüssigen Zustand übergehen.

Amorphe Thermoplaste haben keinen Schmelzpunkt, siehe Glasübergangs­temperatur.

Die Schmelztemperatur oder Glasübergangs­temperatur der 150 wichtigsten Thermoplaste und Duroplaste finden Sie in unserer Datenblattsammlung.

Wärmeformbeständigkeit

Wird bei kurzzeitigem Wärmeeinfluss eine bestimmte Temperaturgrenze überschritten, verringern sich die zwischenmolekularen Bindungs­kräfte der Polymerketten, die Molekülketten gleiten leichter voneinander ab. Der Thermoplast beginnt zu fliessen.

Die Einbindung von aromatischen und anderen mesomeren Strukturen in das polymere Gefüge lassen kurzzeitige Temperaturen von über 300 °C zu, ohne dass der Kunststoff fliesst.

Messmethode. Die Wärmeform­beständigkeit HDT wird an einem Probekörper, der unter einer Biegelast steht, gemessen. Dabei wird der Probekörper in einem Wärmeträgeröl einer mit 2 K pro min steigenden Temperatur ausgesetzt. Überschreitet die Verformung eine Randfaserdehnung von 0,2 %, so ist die zu messende Temperatur erreicht.

HDT/A, HDT/B oder HDT/C. HDT/A entspricht einer Biegebelastung von 1,8 MPa, HDT/B von 0,45 MPa und HDT/C von 5 MPa.

Nicht anwendbar ist die Methode dann, wenn der Werkstoff zu weich ist, und schon bei Temperaturen unterhalb von 27 °C sich zu stark verformt.

Die Wärmeform­beständigkeit der 150 wichtigsten Thermoplaste und Duroplaste finden Sie in unserer Datenblattsammlung.

Vicat-Erweichungstemperatur

Die Vicat-Erweichungs­temperatur wird mit einem nadelförmigen Eindringkörper gemessen. Dieser ist mit einer Prüfkraft belastet. Der Probekörper wird einer definierten Erwärmungsgeschwindigkeit ausgesetzt. Die Mess­temperatur ist erreicht, wenn der Eindringkörper eine bestimmte Eindringtiefe erreicht.

Es gibt 4 Verfahren: VST/A/50, VST/A/120, VST/B/50, VST/B/120

  • „A“ steht für eine Prüflast von 10 N
  • „B“ steht für 50 N
  • Die Zahlen 50 bzw. 120 stehen für die Erwärmungsgeschwindigkeit in K pro Stunde

Die Vicat-Erweichungs­temperatur der 150 wichtigsten Thermoplaste finden Sie in unserer Datenblattsammlung.

minimale Anwendungstemperatur

Tiefe Temperaturen führen dazu, dass die Beweglichkeit der Molekülketten eingeschränkt werden. Der Kunststoff verliert dadurch seine Zähigkeit und wird spröde.

Unterhalb der angegebenen minimalen Anwendungs­temperatur sollte der Werkstoff deshalb nicht schlagbeansprucht werden.

Dieser Wert hat keine Bedeutung, wenn bei der Anwendung keine Schlagbelastung auftritt.

Die minimale Anwendungs­temperatur der 150 wichtigsten Thermoplaste und Duroplaste finden Sie in unserer Datenblattsammlung.