Fachwörter-Lexikon
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Herstellung der Kunststoffe
Basis für die Herstellung von Kunststoffen ist Kohle, Erdgas und vor allem Erdöl. Letzteres stellt ein vielfältiges Gemisch zahlreicher Kohlenwasserstoffverbindungen dar. Durch petrochemische Verfahren werden aus dem Erdöl die Grundsubstanzen zur Synthese von Kunststoffen gewonnen. In nahezu allen Kunststoffen ist das Element Kohlenstoff (C) wesentlich am Aufbau beteiligt, außer bei Silikonverbindungen.
Es liegt nahe, dass synthetisch hergestellte Kunststoffe nach ihrer Bildungsreaktion eingeteilt und beschrieben werden. Die primäre chemische Bindungsreaktion ist die Atombindung. Die Auffüllung der äußeren Elektronenschale ist bei der Atombindung mit Elektronen gleicher und verschiedener Atome möglich. Daraus leitet sich die Kettenbildungsfähigkeit der Kohlenstoffatome ab. Neben der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung (z.B. Polyethen, Polyisopropen) besteht auch die Möglichkeit, dass andere Atome wie beispielsweise Sauerstoff oder Stickstoff in die Kette mit eingebaut werden (z.B. Polyacetat, Polyamid). Erfolgt die Kettenbildung durch das Element Silizium, so entstehen Silikone. Man unterscheidet drei Arten von Bildungsreaktionen: die Polymerisation führt zu Polymerisaten (Polymere), die Polykondensation zu Polykondensaten und die Polyaddition zu Polyaddukten.
Strukturaufbau von Polyterafluorethen – Teflon
Korrosionsmessung
In der Oberflächentechnik hat der Korrosionsschutz sowohl im Bereich F&E als auch in der Qualitätsprüfung eine hohe Bedeutung. Stets stellt sich dabei die Frage der Beständigkeit der beschichteten Teile in der späteren Gebrauchsumgebung. Deshalb werden Originalbauteile oder beschichtete Prüfbleche aggressiven Klimabedingungen in dafür speziell konstruierten Prüfkammern ausgesetzt. Auf diese Weise wird Korrosion auf der Oberfläche sozusagen im Zeitraffer erzeugt.
Feuerverzinken
Durch Feuerverzinken werden Korrosionsschutzschichten mit den höchsten Beständigkeitswerten erzielt. Die Auftragung erfolgt durch Tauchen der gereinigten und in Salzsäure gebeizten Teile. Beschichtbar sind Eisenlegierungen und Stähle in verschiedenen Zusammensetzungen, wobei zur Erzielung der besten Ergebnisse bezüglich Haftung die Bildung einer Übergangszone zwischen den Grundwerkstoff und der Zinkschicht erforderlich ist. Gut für das Feuerverzinken geeignet sind Stähle mit den Elementen Silizium und Phophor. Bei dem aufgebrachten Zink handelt es sich in der Regel um eine Zinklegierung mit geringen Anteilen an Fremdmetallen, durch die sich der Schmelzpunkt der Legierung verändert.
Zusammensetzung der Zinkschmelze
| Anteil in Massen% | |
| Zink | ca. 99 |
| Blei | 0 bis ca. 1 |
| Bismut | <0,1 |
| Zinn | <1,2 |
| Nickel | <0,06 |
| Titan | <0,3 |
| Vanadium | <0,05 |
| Aluminium | <0,03 |
Die Schmelzpunkte der unterschiedlichen Zinklegierungen liegen zwischen etwa 430 °C und etwa 640 °C. Die Beschichtungszeiten hängen deutlich vom Volumen des zu beschichtenden Teils ab, da dieses nur dann eine brauchbare Schicht erhält, wenn die Schmelztemperatur erreicht wird. Üblich sind Zeiten zwischen 5 Minuten und etwa 20 Minuten. Ein weiterer Faktor, bei dem die Zusammensetzung der Zinkschmelze eine Rolle spielt, ist die herstellbare Schichtdicke, die je nach Einsatzfall und Zinklegierung zwischen etwa 50 µm und etwa 200 µm liegen kann.
Zinkschicht auf vernickeltem (<0,1 µm) Stahl, wobei sich intermetallische Phasen in der Übergangszone bilden / Bildquelle: M. Blumenau
Damit werden je nach Standort und Kombination mit weiteren Beschichtungsarten wie beispielsweise einer zusätzlichen Pulverlackierung Beständigkeitsdauern von mehr als 50 Jahren erreicht. Die stärksten Belastungen im Hinblick auf die Korrosion stellen marine Umgebungen dar. Hier werden seit einigen Jahren im Bereich der Feuerverzinkung sogenannte Duplexschichten eingesetzt. Duplexsysteme bestehen aus einer durch Feuerverzinken aufgebrachten Zinkschicht sowie einer zusätzlichen Lackierung, entweder als Nasslack oder als Pulverlack. Die Art der Lackierung richtet sich beispielsweise nach der Belastung im Einsatz (z.B. marine oder urbane Umgebung), der gewünschten Farbgebung oder den zulässigen Kosten für die Beschichtung. Zu berücksichtigen ist, dass die durch Feuerverzinken aufgebrachte Schicht relativ spröde ist, weshalb nur Fertigteile vor dem Einsatz verzinkt werden sollten.
Phasen einer Zinkschicht aus der Feuerverzinkung gemäß DIN EN ISO 1461 / Bildquelle: Fontaine Technologie GmbH
Feuerverzinken eines Fahrzeugrahmens / Bildquelle: Fontaine technologie GmbH