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
Nitrierschichten – allgemein
Beim Nitrieren wird in die Oberflächenzone vorzugsweise von Stählen Stickstoff eingebaut, wodurch die Härte des Werkstoffs erhöht wird. Der Einbau des Stickstoffs erfolgt durch Diffusion, wobei je nach Zusammensetzung des Stahls Nitridverbindungen mit den Legierungselementen entstehen. Eine Nitrierschicht besteht aus einer Verbindungsschicht und einer Diffusionszone. Beide Schichtbestandteile weisen charakteristische Eigenschaften auf. Übliche Größen zur Schichtcharakterisierung sind die Oberflächenhärte, die Nitrierhärtetiefe und die Verbindungsschichtdicke. Da der Übergang der Härte von der äußeren Zone (bis zu 70 HRC) zur in der Regel zähen Innenbereichszone kontinuierlich über etwa 30 µm bis 50 µm verläuft, ist die Gefahr des Abplatzens der äußeren Schicht sehr gering. Neben den üblichen nitrierbaren Stählen können auch pulvermetallurgisch hergestellte Teile sowie bestimmte Aluminiumlegierungen gehärtet werden.
Durch das Nitrieren verbessern sich die Verschleißeigenschaften und der Korrosionsschutz, zusätzlich wird die Dauerfestigkeit erhöht. Da nur die äußerste Randschicht der Bauteile beeinflusst wird und die Behandlungstemperaturen niedrig sind, ist der Verzug vernachlässigbar. Nacharbeit ist deshalb nicht notwendig. Die Bauteile lassen sich nach dem Plasmanitrieren sofort einbauen.
Korrosionsschutz durch Lackschichten
Neben metallischen Schichten spielen Lackierungen eine wichtige Rolle für den Korrosionsschutz. Sie erlauben darüber hinaus die farbliche Gestaltung von Oberflächen. Bei organischen Schichten ist zu berücksichtigen, dass sie teilweise für Wasser und Gase durchlässig sind. Dadurch kann es an der Grenzfläche zwischen der organischen Schicht und einem metallischen Grundwerkstoff zu Korrosion mit Blasenbildung kommen. Dies findet insbesondere dann statt, wenn die Haftung zwischen Grundwerkstoff und organischer Deckschicht mangelhaft ist. Zur Vermeidung dieses Erscheinungsbildes ist auf eine gute Vorbehandlung vor dem Lackieren zu achten, beispielsweise durch Phosphatieren. Bei lackiertem Aluminium tritt als besondere Art die Filiformkorrosion auf, bei der die Auflösung der metallischen Oberflächen fadenförmig zwischen Metall und Lack verläuft. Qualitative hochwerte Produkte aus lackiertem Aluminium werden zum Schutz dagegen vor dem Lackieren zusätzlich anodisiert (eloxiert).