4.2 Kunststoffe

Ein Polymer ist ein Makromolekül, das aus vielen gleichen Grundbausteinen (Monomereinheiten) aufgebaut ist (griech. poly - viel, meros - Teil) Synthetische organische Polymere bzw. Kunst- stoffe sind Materialien, die

- in ihren wesentlichen Bestandteilen organischer Natur sind (Kohlenstoffverbindungen).

- aus Makromolekülen mit einer molaren Masse > 10.000 g ⋅ mol-1 bestehen und deren Grund- bausteine durch chemische Bindung miteinan- ander verknüpft sind.

- durch Synthese oder Umwandlung von Natur- produkten entstehen.

Anzahl der miteinander verknüpften Monomere

� Polymerisationsgrad

Monomer

Polymern M

MP =

PVC: 1000 - 2500

PE-LD: 1000 - 5000

PE-HD: 1800 - 10000

Cellulose: 2500 - 8000

PMMA: 20000 - 30000

• Einteilung der Kunststoffe

Kunststoffe lassen sich vereinfachend nach

- ihrer elementaren Zusammensetzung,

- ihrem Herstellungsprinzip (Bildungs- reaktion) aus monomeren Bausteinen zu Makromolekülen und/oder

- ihrer chemischen Struktur und den daraus resultierenden Eigenschaften

in unterschiedliche Gruppen einteilen.

PVC (Polyvinylchlorid) ist

� ein chlorhaltiger Kunststoff,

� ein Kettenpolymerisat

und

� ein Thermoplast.

Einteilung von Kunststoffen nach ihrer elementaren Zusammensetzung

Name Kurzzeichen Zusammensetzung Zuordnung T oder D/E

Polyethylen PE C, H T

Polypropylen PP C, H T

Polystyrol PS C, H T

Polyisobutylen PIB C, H T

Polyvinylchlorid PVC C, H, Cl T

Polyvinylacetat PVAc C H, O T

Polymethylmethacrylat PMMA C, H, O T

Polyurethan PUR C, H, N, O T oder D/E

Epoxidharz EP C, H, (N), O D

Phenolformaldehydharz PF C, H, O D

Harnstoffformaldehydharz UF C, H, N D

Melaminformaldehydharz MF C, H, N D

Ungesättigtes Polyesterharz UP C, H, O D

Silicon SI C, H, Si, O T oder D/E

Butylgummi IIR C, H, S E

Polysulfidgummi SR C, H, S E

Polymerisation (Polyreaktion, Polymerbildungsreaktion)

Kettenpolymerisation (Polymerisation)

Kondensationspoly-merisation bzw.

Polykondensation

PUR, linear

Thermo-plaste

Duro-mere

Thermo-plaste

Additionspoly- merisation bzw.

Polyaddition

Duro-mere

Thermoplaste

PE PMMA PP PVC PS PIB

EP

PUR, vernetzt

PET PC

(UP)

PF MF UF

Einteilung von Kunststoffen nach ihrer Bildungsreaktion

Kettenpolymerisation Reaktionsschema n n

Monomer Kettenpolymerisat

- Verknüpfung vieler, ungesättigter Monomerer mit C=C-Bindung zu Poly- meren ohne Abspaltung niedermoleku- larer Stoffe

- Aufspaltung der Doppelbindung

- Reaktion kann nach einem radikali- schen, ionischen oder metallkatalyti- schen Mechanismus (Ziegler-Natta- Verfahren für PE und PP) ablaufen

Kettenpolymerisation Monomerer zu –C–C–Kohlenstoffketten

Thermoplaste durch Kettenpolymerisation - PE, PP, PVC, PIB, PS, PVAc, PMMA

C C

H H

HHn

C C

H H

Hn

CH3

C C

H H

ClHn

Können Sie die richtigen Kurzzeichen zuordnen?

C

H H

OH

C

CH3

C

n

O

C C

H H

Hn

C C

H CH3

Hn

CH3

C C

H CH3

H C

O

CH3

On

Radikalischer Mechanismus der Kettenpolymerisation1)

I−I 2 I⋅ Initiatorzerfall

I⋅ + CH2=CH I−CH2−CH⋅ Kettenstart

R R

I−CH2−CH⋅ + CH2=CH I−CH2−CH−CH2−CH⋅ Kettenwachstum

R R R R

I−CH2−CH−CH2−CH⋅ + I⋅ − I−CH2−CH−CH2−CH−I Kettenabbruch n n R R R R Isotaktisch: alle Substituenten R mit gleicher räumlicher Anordnung

syndiotaktisch: Substituenten R wechselweise oberhalb und unterhalb der Hauptkette angeordnet

ataktisch1): Substituenten R mit unregelmäßiger Anordnung

Polyaddition – 2K-PUR, 2K-EP Reaktionsschema n O=C=N− −N=C=O + n HO− −OH −C−NH− −NH−C−O− −O−

O O n

Polyaddukt

- Verknüpfung von mindestens zwei unterschied- lichen Molekülen, wobei jedes mindestens zwei funktionelle Gruppen besitzt

- Reaktion verläuft ohne Abspaltung kleinerer Moleküle

- Wanderung eines aktiven H-Atoms der einen zur Doppelbindung der anderen Verbindung

- Stufenweise Reaktion jedes einzelnen Verknüp- fungsschrittes

- Reaktion kann nach Abbruch erneut wieder in Gang kommen

Polykondensation - Thermoplaste PA, PET, PC, (UP) Duromere PF, MF, UF Reaktionsschema n HO−C− − −C−OH + n H−O− −OH

O O −C− −C−O− −O−

- n HOH O O n Polykondensat

- Verknüpfung von meist zwei unterschiedlichen Molekülen, wobei jedes mindestens zwei funktionelle Gruppen besitzt

- Abspaltung kleiner, niedermolekularer Stoffe wie H2O, HCl oder NH3

- stufenweise Reaktion jedes einzelnen Verknüp- fungsschrittes

- Reaktion kann nach Abbruch erneut wieder in Gang kommen

Thermoplaste

Duromere Phenolharze PF

Melaminharze MF

Harnstoffharze UF

Alkydharze

(CH2)6 N

H

C

O

(CH2)4 C

O

N

H

n PA

CC

OO

OO CH2

CH2

n PET

O

C

O

C

CH3

CH3n

PC

• Struktur und Eigenschaften

Chemische Zusammensetzung � Monomere Primärstruktur der Polymere

Gegenseitige Verknüpfung der Atome und Atom- gruppen eines Polymers

- Taktizität der Substituenten - Kopf-Schwanz-Isomerie - Stereoisomerie - Rotationsisomerie - Verzweigungen - Blockbildung - Pfropfung - Polymerisationsgrad (Molekülmasse) - Vernetzung Sekundärstruktur der Polymere

Strukturmerkmale, die über die Reihenfolge der Atome in der Molekülkette (Primärstruktur) hinaus- gehen

- Je nach Kettenaufbau, Kettenlänge und Kettenform werden amorphe oder teilkristalline Thermoplaste gebildet � Einfluss auf Ketten-beweglichkeit

- Duromere und Elastomere bilden Vernetzungs- strukturen

Makromoleküle

Thermoplaste

Elastomere

Duromere

linear verzweigt teilkristallin

weitmaschig vernetzt engmaschig vernetzt

Einteilung von Kunststoffen nach Struktur und Eigenschaften

Thermoplaste

lineare Struktur � Grundbausteine bifunktionell

verzweigte Struktur � einzelne Grundbausteine trifunktionell

- Thermoplaste (thermos: warm, plastikos: form- bar) besitzen lineare (kettenförmige) oder verzweigte Makromoleküle.

- schmelzbar, in der Wärme formbar, löslich

- Zwischen einzelnen Makromolekülen bestehen zwischenmolekulare Bindungskräfte � 1.1.

- Je linearer und isotaktischer die Kettenmoleküle, desto ausgeprägter sind kristalline Bereiche mit zwischenmolekularen Wechselwirkungen1).

1)Kristallinitätsgrad = Massenanteil an kristallinen Bereichen zw. 10 - 80 %

Verknüpfung von Monomeren in Thermoplasten Homopolymere - Polymere aus Monomeren der gleichen Art

Copolymere - Polymere aus mehr als einer Art von Monomeren

alternierende Anordnung

unregelmäßige Anordnung

Blockcopolymere

Propfcopolymere

Polymerblends (Polymermischungen)

Amorphe Thermoplaste

- transparent, PMMA hat eine Lichtdurchlässigkeit von 97%

- können wegen ihres unregelmäßigen Molekülaufbaus nicht kristallisieren

- Beispiele: PE-LD1), PVC, PS2), PMMA2), PAN, PC3), SBS, SAN, ABS 1)

verzweigt 2)

ataktisch 3)

komplexe Molekülstruktur Teilkristalline Thermoplaste

- opak (durchschimmernd, Lichtstreuung), wärmebeständiger, mit höherer Festigkeit und Zähigkeit als amorphe Thermoplaste

- bei Raumtemperatur elastische Eigenschaften möglich (thermoplastische Elastomere, TPE), Verknüpfungspunkte durch intensive Wechselwirkungen zwischen linearen Kettenabschnitten (Homopolymere, Blockcopolymere)

- Bei Temperaturerhöhung gehen die Kunststoffe langsamer in den thermoplastischen Zustand über, da die Teilkristallinität die Bewegung der Moleküle behindert.

- Beispiele: PE-HD, PP, PA, PET, PTFE, PUR

Zwischenmolekulare Bindungskräfte - H-Brücken, Dipol-Dipol-Kräfte, Dispersionskräfte

- Stärke nimmt in der Regel in dieser Reihenfolge ab � Einfluss auf mechani- sche und thermische Eigenschaften

N

H

C

O

O O C

O

H

O

C ON O C

O

N

H

N

H

Wasserstoffbrücken in linearen PUR � TPE-U

Dipol-Dipol-Wechselwirkungen in PVC

δ+

δ-

δ+

δ-

δ-

δ-

δ+ δ+

Kristalline Bereiche mit parallel gelager- ten Molekülketten

C C C C

H H

C

H

H Cl

H

H Cl

H

H

C C C C

H H

C

H

H Cl

H

H Cl

H

H

- Fluidoplaste � thermoplastische Polymere, bei Raumtemperatur noch flüssig

� kurzkettige Makromoleküle, häufig von Methylgruppen umgeben, nur schwache Dispersionskräfte

� Siliconöle, Polyisobutylenpolymerisate

Si O Si O Si

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

C C C C C

H

H

HCH3

CH3

CH3

CH3

H

HH

Si O Si O Si

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

C C C C C

H

H

HCH3

CH3

CH3

CH3

H

HH

Dispersionskräfte durch momentane Elektronenverschiebung im Molekül, nehmen mit der Molekülgröße zu

Silicon (Siliconöl) Polyisobutylen

δ- δ-

δ+ δ+

δ+ δ+

δ- δ-

momentan

induziert

Duromere und Elastomere

Bildung von Netzwerken Härtung von Reaktionsharzen1)

Verknüpfung von Mono-/Poly- meren durch Reaktion mit Härter (EP, PUR, UP, PF, UF, MF) Vulkanisation von Kautschuk

Verknüpfung von thermoplasti- schen Polymeren, häufig mit Doppelbindungen, durch S- oder O-Brücken (IIR, BR, SR)

Duromere (lat. durus - hart)

Elastomere (griech. elastos - dehnbar) - Kunststoffe besitzen ein dreidimensionales Netz- werk, durch Atombindungen fest verknüpft

- Duromere sind engmaschig verknüpft. In Elasto- meren sind einzelne Hauptketten weitmaschig miteinander vernetzt (gummielastisch).

- zersetzlich ohne vorher zu schmelzen, nicht plastisch verformbar, unlöslich in organischen LM

1)reaktive Polymerbindemittel

Bildung von Netzwerken Härtung von EP � Anmischen von Harz und Härter � Verknüpfung durch Polyaddition

+

CH2 CH2H2C O C

CH3

CH3

O CH2 CH2 CH2

O O

H2N CH2 CH2 NH CH2 CH2 NH2

CH2 CH2H2C O C

CH3

CH3

O CH2 CH2 CH2

O OH

NH CH2 CH2 NH CH2 CH2 NH2

Aminhärter häufig mehrfunktionell

Epoxidharz

Anmischen eines 2K-EP-Reparaturmörtels

- Härter zur Epoxidharz-Sand-Mischung geben, keine Teilansätze (Mischungs- verhältnis einhalten!)

- 2 min Rühren, erst langsam, dann schneller (max. 300 U/min)

- Anschließend vollständig Umtopfen, nochmals 1 min durchmischen

- Topfzeit beachten

CH2 C

CH3

CH3

( ) C

CH3

CH CH2CH2(k

)l

m

CH2 C

CH3

CH3

( ) C

CH3

CH CH2CH2(k

)l

m

S S

S

S

SS

S

S

CH2 C

CH3

CH3

( C

CH3

CH CH2CH2

m

CH2 C

CH3

CH3

C

CH3

CH CH2CH2

+

S

S

S

S

S

S

S

S

)k

( )l

( )k

( )l

m

Vulkanisation von Butylkautschuk (IIR)

� Einbau von Schwefel

Butylkautschuk (Thermoplast)

Butylgummi (Elastomer)

Schwefelbrücken

Isobuten Isopren1)

1)Isobuten : Isopren = ≥95 Mol% : ≤5

• Zustandsbereiche von Kunststoffen - Thermoplaste (Hoinkis, Lindner, 2001)

RT

TF

TK TE

TG TZ

TE

thermoelastischer Bereich zähelastischer bis weich- elastischer Zustand zunehmende Beweglichkeit der Molekülketten, noch Verflechtung von Makro- molekülen - oder zunehmende Beweglichkeit der amorphen und später der kristallinen Bereiche

Zersetzungstemperatur- bereich

thermische Zersetzung

Zerreißen der Molekül-ketten infolge sehr star-ker, thermischer Bewe-gung

fester Bereich hartelastisch-spröder Zustand (Glaszustand) ineinander verknäuelte Makromoleküle, große zwischenmolekulare Bindungskräfte - oder amorphe und kristalline Bereiche, große zwischenmolekulare Bindungskräfte TF Fließtemperatur- oder

TK Kristallitschmelztemperaturbereich TZ Zersetzungstemperaturbereich

TE Erweichungs- bzw. TG Glasübergangstemperaturbereich TE Einfriertemperaturbereich Einfriertemperaturbereich

thermoplastischer Bereich teigig-zäher bis ölig- flüssiger Zustand Makromoleküle gegen- einander verschiebbar, zwischenmolekulare Bindungskräfte weit- gehend aufgehoben

Duromere und Elastomere (Hoinkis, Lindner, 2001)

gummielastischer Bereich weichelastischer Zustand wenige chemische Bindungen zwischen den Molekülketten � weitmaschige Verknüpfung, Gummielastizität

fester Bereich hartelastischer Zustand viele chemische Bindungen bzw. wenige chemische Bindungen und viele zwi-schenmolekulare Kräfte � engmaschige Verknüpfung, keine Beweglichkeit

TE

TG TZ

Zersetzungstemperatur- bereich

thermische Zersetzung thermische Abspaltung von Molekülteilen bzw. Zerreißen infolge starker, thermischer Bewegung

• Basispolymer und Formmasse

Zur besseren Verarbeitbarkeit und zur gezielten Beeinflussung der Eigenschaften von Kunststoffen bei Anwendung werden Zusatzstoffe eingesetzt:

Hilfsstoffe (Additive), z. B.:

- Netzmittel - Gleitmittel - Beschleuniger - Weichmacher - Stabilisatoren (UV-, Wärme-, Biostabilisatoren) - Flammschutzmittel - Haftvermittler - Treibmittel - Farbmittel (Pigmente)

- Antistatika Füllstoffe

- anorganische Mineral- und Gesteinsmehle und synthetische Materialien

- organische Füllstoffe Verstärkungsstoffe

- Fasern (Glas, Textil, Kohlenstoff), Gewebe, Matten (� GFK)

Additive in PVC1,2) pulverförmiges Polymerisat � harte, spröde und transparente Formteile (Krebs, Avondet, Leu, 1999) - Netzmittel Emulgatoren (E-PVC), Schutzkolloide (S-PVC), Herstellung � Hilfsmittel bei der Herstellung der Dispersionen, keine Klumpen

- Gleitmittel innere (Fettsäuren) und äußere Gleitmittel (Paraffine), Gefahr des "Ausschwitzens", Verarbeitung

- Stabilisatoren2) Thermostabilisatoren (Sn-, Ba-/Cd-, Ca-/Zn-, Pb-Verb.) � gegen thermischen-oxidativen Abbau (Abspaltung von HCl), Verarbeitung, Anwendung (Verschweißung)

Antioxidantien � Inhibierung der thermischen Autoxidation, Abbruch der Kettenreaktion (Radikalfänger)/Zersetzung von Hydroperoxiden, Verarbeitung, Anwendung

� Lichtschutzmittel Schutz gegen UV-Strahlung, UV-Absorber/Löscher/Radikal- fänger/Hydroperoxidzersetzer, Anwendung

- Weichmacher PVC-U (hart, unplasticised), PVC-P (weich, plastisiced) � Phthalate bzw. Phthalsäureester, Migration/Emission!, Anwendung

- Schlagzäh-Modifier Verbesserung der Kerbschlagzähigkeit � Zusatz von 2 bis 10 M.-% von speziellen Polyacrylaten (witterungsbeständig) oder chloriertem PE, Anwendung

- Pigmente Einfluss auf Oberflächentemperatur, Lichtreflexion/ -absorption (Lichtschutz durch 2 % TiO2), Anwendung

1)Herstellungsverfahren: E-PVC (Emulsionspolymerisation), S-PVC (Suspensionspolymerisation) , M-PVC (Masse-

PVC, ohne Wasser polymerisiert) 2)

z. T. mehrfach wirksam

δ-

δ+ δ+

δ+

δ-

δ+

δ-

δ+

δ-

δ+

δ-

Weichmachermoleküle zwischen PVC-Ketten

δ-

• Ausgewählte Kunststoffe im Bauwesen - Thermoplaste PE

PE-HD Ziegler-Natta-Verfahren bei niedrigen Drücken (1 - 50 bar, 20 - 150 °C)

gering verzweigte Ketten, Kristallinität 60 - 80 %, hart

bohren ρ = 0,94 - 0,97 g/cm3

schweißen FT = 135 - 145 °C

σm1) = 18 - 25 N/mm2

Behälter

Bautenschutzfolien

Rohre

Dichtungsbahnen2)

C C

H H

HHn

2) Umwelt- und Wasserbau 1)

s. DIN EN ISO 527-1

PE-LD Radikalische Kettenreaktion bei hohen Drücken (1500 - 3500 bar, 100 - 300 °C)

stark verzweigte Ketten, Kristallinität 40 - 50 %, weich

ρ = 0,92 - 0,94 g/cm3,

FT = 105 - 125 °C

σm = 10 - 17 N/mm2

Schrumpffolien (milchig-trüb)

Dichtungsbahnen

Müllsäcke

PP bohren

schweißen

ρ = 0,90 - 0,92 g/cm3,

FT = 160 - 165 °C

σm = 21 - 37 N/mm2

Bodenbeläge, Kunstrasen, Seile

Rohre

Tafeln, Paneele

Behälter

Sanitärarmaturen

C C

H H

Hn

CH3

PIB spachteln

spritzen

kleben

schweißen

quellschweißen ρ = 0,92 g/cm3

FT = 180 - 200 °C (Verformung)

σm = 2 - 6 N/mm2 (elastisch)

ölig bis gummiartig, alterungsbeständig, bitumenverträglich

Nieder Klebstoffe, molekular Fugendichtungsmassen

Hoch- Dichtungsbänder, Dach- und molekular Dichtungsbahnen

C C

H CH3

Hn

CH3

PS bohren

schweißen

kleben

schäumen

ρ = 1,05 g/cm3

FT = 235 - 250 °C

σm = 45 - 55 N/mm2

wenig wärmebeständig, UV-empfindlich

expandiert - EPS (Styropor), extrudiert - XPS (Styrodur)1)

Wärmedämmung, Trittschalldämmung

Profile, Beschläge

C C

H H

Hn

1)für hohe Feuchtebeanspruchung und mech. Belastung (Flachdächer, Böden, Perimeter)

PVC

PVC-U (hart) ρ = 1,4 - 1,6 g/cm3

FT = 170 °C (z.)

σm = 50 - 60 N/mm2

verrottet schwer

bohren Fenster- und Türrahmen

schweißen Rohre und Formstücke

kleben Dachrinnen

biegen (T�) Profile

C C

H H

ClHn

PVC-P (weich) ρ = 1,2 - 1,4 g/

FT = 150 °C (z.)

σm = 10 - 35 N/mm2

weichmacherhaltig (10 - 60 %)

kleben Isolierschläuche1), Drahtisolierung

schweißen Klebe- (Elektroisolationen) und Fugenbänder

schneiden Dach- und Dichtungsbahnen

Bodenbeläge 1)

elektrische Isolierung, Wärmeisolierung

PMMA fräsen

sägen

bohren

schweißen

kleben

biegen (T�)

ρ = 1,18 g/cm3

FT = 120 - 140 °C (Erweichung)

σm = 70 - 80 N/mm2

glasklar, witterungsbeständig

Platten, Scheiben, Profile

Lichtkuppeln (Plexiglas®)

Reaktionsharzbeton

C C

H CH3

H C

O

CH3

On

PA fräsen

sägen

bohren

schweißen

kleben ρ = 1,02 - 1,15 g/cm3

FT = 185 - 255 °C (je nach Typ)

σm = 40 - 70 N/mm2

Folien, Platten, Profile

Seile, Textilien, Bodenbelag

Dübel, Gehäuse, Beschläge

Konstruktions- und Isolationsteile

(CH2)6 N

H

C

O

(CH2)4 C

O

N

H

n

Ausgewählte Duromere und Elastomere im Bauwesen EP

bohren ρ = 1,1 - 1,4 g/cm3

kleben σm = 70 N/mm2

hart, spröde, gut haftend

Härtung Kalthärtung1) - Amine

Heißhärtung - Säureanhydride

Lack- und Gießharze

Klebstoffe, Beschichtungsstoffe

Epoxidharz-Emulsionen zur Herstellung von PCC/SPCC (Betonsanierung)

CH2 CH2H2C O C

CH3

CH3

O CH2 CH2 CH2

O O

1)auf der Baustelle

PUR 2K-Systeme - Di- und Polyole (Desmophen®) als Harzkomp.

1K-Systeme - Di- und Polyisocyanate als Harzkomponente u. U. bohren ρ = 1,21 g/cm3 (linear) / 1,26 g/cm3 (vernetzt)

kleben σm = 70 N/mm2

schweißen je nach Kettenlänge und Funktionalität schäumen Thermoplaste oder Elastomere/Duromere

feuchtigkeitssempfindlich bei Härtung, gute Haftung

Härtung 2K-Systeme - Di- und Polyisocyanate (Desmodur®) 1K-Systeme - Luftfeuchtigkeit (H2O)

Lack- und Gießharze, Klebstoffe 4,4´- MDI (Diisocyanat)

Beschichtungsstoffe

Schaumstoffe

Dichtstoffe

Gummidichtungen, Räder (Vulkollan®)

CH2 NCOOCN

+ H2ON NH2 + CO2

N + H2N NH CO NH

C O

C O

�

�

�

lineare Polyester, 2 - 16 Doppelbindungen je Molekül

bohren ρ = 1,17 - 1,26 g/cm3

sägen ρ = 1,6 - 2,2 g/cm3 (UP-GF) kleben σm = 30 - 70 N/mm2 (- 80 N/mm2 UP-GF)

Lösung des Polyesters in Styrol; nach Aushärtung hart, spröde

Härtung Kettenpolymerisation mit Styrol

Einlage von Rovings, Matten und Geweben:

Dächer, (Fassaden)bekleidungen, Lichtkuppeln

Estriche, Profile, (Verkehrs)schilder, Rohre

Schwimmbecken, Behälter, Öltanks

UP (� GFK)

CH CH COO CH2 CH

CH3

OOC COO CH2 CH

CH3

OOC OOC CH CH COO

GFK-Verarbeitung (� Handlaminieren)

z. B. Teichbau, Flachdachabdichtung, Formteile

- Untergrundvorbereitung (trocken, tragfähig1))

- Grundierung (PUR, EP)

Sperrschicht gegen Feuchtigkeit (Osmose!) und Haftvermittler, Anstrich mit UP

- Abdichtung (Laminat 2 - 4 Lagen, Gelcoat)

Einlegen Glasfasermatte, Tränken mit UP Verarbeitung nass in nass Ausrollen Luftblasen mit Entlüfterrolle

- Oberflächenvorbereitung

Oberfläche anschleifen, Entfernen von Unebenheiten/Glasfasern

- Versiegelung (1 - 2 maliger Auftrag, Topcoat2)) Aushärtung, evtl. Warmluftbehandlung

1)Formen mit Trennmitteln vorbehandeln

2)paraffinhaltig, klebfrei erhärtend

PF

bohren ρ = 1,25 g/cm3

sägen ρ = 1,4 - 1,9 g/cm3 (gefüllt) fräsen σm = 60 - 120 N/mm2 (mit Träger)

hart, spröde, gelb- bis dunkelbraun, lichtempfindlich

Härtung Resole: Kalthärtung mit Säuren Novolake: Härtung bei hohen Temperaturen

Bindemittel in Holzfaser-/Mineralwolleplatten,

Säurekitte, Phenolharzleim für Holzwerkstoffe,

Formteile, elektrische Isolierteile (Pressmassen)

OH

CH2

CH2

CH2

Einsturz Eissporthalle Bad Reichenhall - erbaut 1971 - 1973, Einsturz des Daches am 2.1.2006 - fehlerhafte Dachkonstruktion, mangelhafte statische Berechnung - menschliche Fehlleistungen (Kontrolle, Wartung) - langjähriger Wassereintritt über das Dach, Kondensfeuchtigkeit - hohe Schneelast am Tage des Einsturzes - Verwendung von feuchtigkeitsempfindlichen UF-Kleber (Harnstoff-Formaldehyd- harz-Kleber für nicht außenklimabeständige Holzwerkstoffe) anstelle von Resorcinharzleim (Gruppe PF, hydrolyse- und wetterbeständig) für Verleimung der Träger

IIR

spritzen ρ = 1,4 - 1,9 g/cm3 (gefüllt) spachteln σm = bis 20 N/mm2

kleben höhere Beständigkeit, geringere Gasdurchlässigkeit als PIB

Vulkanisation Vernetzung mit Schwefel (elastisch)

Schläuche, Kabelisolierungen

Dichtungen, Membranen

Fugendichtstoffe1), Dichtungsbahnen

CH2 C

CH3

CH3

( ) C

CH3

CH CH2CH2(k

)l

m

Isobuten

Isopren ≤ 5 %

1)in der Regel nicht vulkanisiert

Butylkautschuk (plastisch)

SI 1K-Systeme - reaktives Polysiloxan (RTV-11))

2K-Systeme - reaktives Polysiloxan (RTV-21)) spritzen

spachteln ρ = 1,0 - 1,2 g/cm3

σm = 5 - 10 N/mm2

je nach Kettenlänge und Funktionalität Öl oder Elastomer/Duromer

Härtung 1K-Systeme - Luftfeuchtigkeit2)

2K-Systeme - Kieselsäureester + Katalysator

Dichtstoffe (Anschlussfugen)

Beschichtungsmassen (Gewebe, Transportbänder)

Abform- und Vergussmassen

elektrische Isolierteile

Kabelummantelungen

O

CH3

Si

CH3n

1)RTV = room temperature vulcanizing, HTV = high temperature vulcanizing

2)saure, basische, neutrale Systeme

Siliconöle Kettenmoleküle 1000 - 150.000 g/mol

- Entschäumer

- Hydraulikflüssigkeit

- Hydrophobierungsmittel

- Schmiermittel

- Trennmittel Siliconkautschuk weitmaschig vernetzt

- Dichtstoffe

- Beschichtungsmassen

Siliconharz engmaschig vernetzt

- Imprägnierungen � s. 4.3

- Beschichtungen

H3C Si O Si O Si O Si

CH3

CH3

CH3 CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

n

O Si O Si O Si O

CH3

CH3

CH3 CH3

CH3

O

SiOSiO O Si O Si O

CH3

O

CH3

CH3 CH3CH3

Si

O

O O

RTV-1 Siliconkautschuk

Hautbildungszeit � gibt die Zeitspanne bis zur Ausbildung einer klebfreien, elastischen Oberfläche bei 23 °C und 50 % rel. LF an

� Maß für die Verarbeitbarkeit; zwischen 10 und 60 Minuten Vernetzung bei 23 °C und 50 % rel. LF, Schichtdicke 2 cm (W.-P. Ettel, 1998)

Zeit Schichttiefe

1 d 0,2 cm

2 d 0,35 cm

3 d 0,5 cm

4 d 0,65 cm

5 d 0,75 cm

SR

spritzen ρ = 1,5 - 1,65 g/m3 (angemischt)

spachteln σm = bis 8 N/mm2

2K-Systeme mit 28 - 35 M.-% Polymeranteil (Liquid Polymer - LP)

sehr gute Haftung auf mineralischen Baustoffen, Glas und Metallen

Elastomere mit hoher chemischer Beständigkeit gegen Benzin, Öl und Ozon

Härtung Vernetzer-System (MnO2, Perborat)

SH + O HS+ S S + H2O

2K-Dichtstoffe (Fugendichtstoffe in LAU-Anlagen, Isolierglas)

Beschichtungen (Behälterauskleidungen)

HS R S S R SH)(n