Fachwörter-Lexikon
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Kunststoffe, Duroplaste
Duroplaste – bestehen aus Makromolekülen, die an vielen Vernetzungsstellen durch chemische Bindungen engmaschig miteinander verknüpft sind. Das mechanisch-thermische Verhalten der Duroplaste unterscheidet sich aufgrund der engmaschigen räumlichen Vernetzung grundlegend. Duroplastische Kunststoffe verändern ihr mechanisches Verhalten durch Erwärmung nur geringfügig, da die Vernetzungsstellen keine Verschiebung der Makromoleküle zulassen. Wegen dieser Eigenschaft, dem Erhalt der Härte und Festigkeit bei Erwärmung, nennt man diese Kunststoffe Duroplaste (von lateinisch durus = hart). Bei Erwärmung über die Zersetzungstemperatur hinaus, zerfallen die Duroplaste, ohne weich zu werden, das heißt sie sind nicht umformbar und nicht schweißbar. Mit zunehmendem Vernetzungsgrad steigt die Festigkeit und Härte, der E-Modul und die Wärme(form)beständigkeit. Ein zu hoher Vernetzungsgrad würde aufgrund einer stark eingeschränkten elastischen Verformbarkeit allerdings zu einer unerwünschten Versprödung der Kunststoffe führen.
Mechanische Eigenschaften von Duroplasten
nichtaushärtbare Aluminium-Knetlegierungen
Bei nichtaushärtbaren Aluminium-Knetlegierungen ist eine Festigkeitssteigerung durch Wärmebehandlung nicht möglich. Zu ihnen gehören Aluminium-Magnesium-Legierungen Typische Vertreter enthalten 1 % bis 7 % Mg. Sie sind besonders Seewasserbeständig und gut Schweißbarkeit. Zudem lassen sie sich stark Kaltverfestigen. Einsatzgebiete sind Walz-, Press- und Schmiedeprodukte. Wird als Basismetall zur Herstellung einer AlMg1-Legierung hochreines Aluminium (99,99 %) verwendet. Diese Legierung zeichnet sich durch eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit aus. Ihre Festigkeitswerte sind höher als die des Reinst- oder Reinaluminiums. Die Festigkeit nimmt diesen Werkstoffen mit steigendem Magnesiumgehalt zu.
Magnesiumlegierungen
Magnesiumlegierungen vereinigen die Forderungen nach geringem spezifischem Gewicht, guter Be- und Verarbeitbarkeit und hohem Recyclingpotenzial. Dennoch steht das Magnesium in seiner Anwendung noch immer weit hinter Aluminium und den Kunststoffen. Die Gründe liegen im höhere Preis, einer beschränkten Anzahl von Magnesiumlegierungen sowie oft fehlende Kennwerte und fehlendes Know-how bei der Ver- und Bearbeitung, insbesondere aufgrund seiner hohen chemischen Reaktionsfähigkeit. Als Leichtbauwerkstoffe kommen Magnesiumlegierungen überall dort zum Einsatz, wo der Vorteil der Gewichtseinsparung den hohen Werkstoffpreis kompensiert. So beträgt bei der europäischen Automobilindustrie der durchschnittliche Magnesiumanteil ca. 1 % der Fahrzeugmasse. Insbesondere im Automobilbau wäre durch den Einsatz von Magnesiumwerkstoffen noch eine deutliche Massenreduktion möglich.