Glossar der Nanotechnologie

Unser Glossar bietet Erklärungen zu wichtigen Begriffen der Nanotechnologie und Materialentwicklung

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ABS

Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) entsteht aus der Polymerisation (meist Propf-Copolymerisation) der drei Monomere Acrylnitril, Butadien und Styrol. Wegen seiner hohen Oberflächenhärte, Schlagfestigkeit und Kratzfestigkeit ist es besonders in der Automobil- und Elektroindustrie beliebt. Zudem kommt es zum Einsatz, wenn Kunststoffteile mit Metall beschichtet werden sollen.

Aerogele

Aerogele gelten zwar noch als Festkörper – bestehen aber zu 99,98 % aus Poren. Sie basieren in der Regel auf getrocknetem Kieselsäure-Gel, können aber auch aus Kunst- und Kohlenstoffen hergestellt werden. Aerogele werden als Filter, Dämmmaterial, Trägerstoff aber auch in Kosmetik verwendet. Ursprünglich wurden sie als Speichermedium für Gase entwickelt.

AFK

AFK steht für "Aramidfaserverstärkter Kunststoff". Aramid steht für "Aromatisches Polyamid" [...]

Alternative Werkstoffe

Generell sind Werkstoffe als Material zu definieren, das zur Fertigung eines Endprodukts genutzt wird. Dabei kann es sich um einen Rohstoff/reines Material handeln oder um die Verbindung verschiedener Rohstoffe wie im Falle von Legierungen. Alternative Werkstoffe bezeichnen die Materialien, die sich von klassischen Werkstoffen wie Holz, einfachen Kunststoffen oder Reinmetallen unterscheiden und mithilfe neuer Technologien und Erkenntnisse produziert werden. Oftmals handelt es sich dabei um Verbundwerkstoffe wie Faserverbundkunststoffe oder andere Composites.

Bioleaching

Bioleaching oder Biolaugung gehört zu den Verfahren der Biohydrometallurgie und wird als direktes Recyclingverfahren unter Verwendung von Bakterien eingesetzt. Es wird zur Gewinnung von Schwermetallen genutzt, die in Erzen oder anderen chemischen Verbindungen gebunden sind. Dafür kommen Bakterienstämme zum Einsatz, die die unlöslichen Bestandteile in wasserlösliche Salze umwandeln. Das weiterhin nicht lösliche Schwermetall kann dann in Reinform extrahiert werden.

Bulk Moulding Compound

Bei Bulk Moulding Compounds handelt es sich um Faser-Matrix-Halbzeuge. Als Matrix kommen meistens Polyester- oder Vinylesterharze zum Einsatz, die Fasern sind in den meisten Fällen kurze Glasfasern. Grundsätzlich sind aber auch andere Kombinationen möglich. Im Vergleich zu den reinen Harzen weist das BMC höhere Festigkeiten, Steifigkeiten und Temperaturbeständigkeit auf. BMC kann im Heißpressverfahren oder im Spritzgussverfahren verarbeitet werden.

Carbon

Als Carbon wird entweder das reine chemische Element Kohlenstoff bezeichnet oder mit Kohlenstofffasern (Carbonfasern) verstärkter Kunststoff.

Carbonfaser

Carbonfasern oder Kohlenstofffasern sind industrielle hergestellte Fasern auf Kohlenstoffbasis, die hauptsächlich in Faserverbundwerkstoffen verwendet werden. Besonders kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff ist hierbei als wichtiges Composite zu erwähnen. Carbonfaser ist elektrisch und thermisch leitend und ist aufgrund seiner geringen Dichte unter anderem für den Leichtbau interessant. Verschiedene Kohlefasertypen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Zugfestigkeit und Steifigkeit.

CFK

Kohlenstofffaserverstärkte (CFK) und Glasfaserverstärkte (GFK) Kunststoffe kommen überall dort zum Einsatz, wo es auf leichte, aber dennoch widerstandsfähige Materialen ankommt. Die Halbzeuge werden z.B. durch Faserspritzen oder Harzinjektionsverfahren gefertigt.

CNT

CNT steht für „carbon nanotubes“, also Kohlenstoffnanoröhren. Der Name ist Programm, denn hierbei handelt es sich um kleine Röhrchen/Zylinder mit Graphitwänden und einem Durchmesser von 1-50 nm.

Composites

Composites, auch Verbundwerkstoffe oder Kompositwerkstoffe, sind Werkstoffe, die sich aus mindestens zwei verschiedenen Materialien zusammensetzen. Das entstehende Composite weist dabei andere Eigenschaften aus als die Ausgangswerkstoffe. Composites lassen sich je nach Art der Herstellung und der eingesetzten Materialien in verschiedene Kategorien unterteilen; so können Verbundwerkstoffe etwa auf Bändern und Fasern basieren oder aus Schichten bzw. Teilchen bestehen.

Dissolver

Der ist ein Rührscheibengerät, das zur Vermischung und Dispergierung von niedrig- bis mittelviskosen Stoffen genutzt wird. Eine mit Zähnen besetzte Rührscheibe wird dabei drehend bewegt und zerteilt dadurch die Agglomerate für die Dispersion. Einsatzbereiche sind unter anderem die Farben- und Lackindustrie.

Diwolframcarbid

Diwolframcarbid (W2C) ist neben Mono-Wolframcarbid eine Wolfram-Kohlenstoff-Verbindung. Das Material ist extrem hart, hat eine hohe Schmelztemperatur und wird künstlich durch die Aufkohlung von Wolfram und Wasserstoff hergestellt.

DMA

Bei der dynamisch-mechanischen Analyse werden Materialeigenschaften und Verhaltensweisen von Polymeren [...]

Dreiwalzwerk

Das Dreiwalzwerk kommt für die Dispergierung pastöser Systeme zum Einsatz. Drei große Zylinder laufen in unterschiedlichen Geschwindigkeiten gegeneinander – Aufgabewalze, Mittelwalze, Abnahmewalze. Durch die entstehenden Scher erfolgt die Homogenisierung der Stoffe. Zur Anwendung kommt das Verfahren unter anderem bei Druckfarben oder in der Pharmazie.  

DSC

Differential scanning calorimetry; auf Deutsch "Dynamische Differenzkalorimetrie" (DKK). Bei diesem [...]

Duroplaste

Duroplaste sind eine von drei Kunststoffgruppen, die bezüglich ihres mechanisch-thermischen Verhaltens unterschieden werden.

Elastomere

Elastomere sind eine von mehreren Kunststoffgruppen, die bezüglich ihres mechanisch-thermischen Verhaltens unterschieden werden. Bei Raumtemperatur sind sie elastisch (Gummielastizität): Sie können mindestens bis auf das Doppelte ihrer Länge gedehnt werden und kehren anschließend wieder in ihren Ausgangzustand zurück. Grund dafür sind verknäuelte, quervernetzte Molekülketten. Typische Vertreter der Elastomere sind zum Beispiel Polyurethan und alle Silikone. Elastomere können auch als Kunststoffmatrix für faserverstärkte Kunststoffe genutzt werden.

Endlosglasfasern

Endlosglasfasern kommen bei der Herstellung von Prepegs und anderen glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen zum Einsatz. Von Endlosfasern im Bereich des Faser-Kunststoff-Verbunds spricht man, wenn die Faserlänge mehr als 50 mm beträgt. Diese Fasern werden in Form von Rovings oder Gewebe verarbeitet. Manchmal werden Endlosfasern auch als Filamente bezeichnet. Weitere Typen der Glasfaser sind Kurzfasern und Langfasern.

Epoxidharz

Epoxidharz zählt zu den härtbaren Kunstharzen. Mithilfe eines geeigneten Härters können sie zu duroplastischen Kunststoffen verarbeitet werden und zeichnen sich durch große Härte und gute Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit aus.

ePTFE

ePTFE steht für expandiertes PTFE, dabei werden Molekülfasern orientiert und damit die Eigenschaften des Materials stark verbessert. Es kommt vor allem in Membranen zum Einsatz, z.B. bei wasserabweisender Outdoorbekleidung oder in viren- und partikelfilternden Masken.

Extruder

Extruder dienen der Förderung dickflüssigen Materials mittels Schnecken (Einschneckenextruder oder Doppelschneckenextruder) zu einer formgebenden Öffnung und kommen auch als Dispergieraggregate zum Einsatz. In diesem Fall dienen die Schnecken der Zerkleinerung und Mischung der gewählten Komponenten. Das Material wird bei der Extrusion entgegen dem Widerstand der rotierenden Schnecken gefördert und dabei unter Druck und höherer Temperatur aufgeschmolzen.

Faserverbundwerkstoff

Faserverbundwerkstoffe sind eine Unterkategorie der Composites. Hierbei entsteht aus einer einbettenden Matrix und verstärkenden Fasern ein neuer Mischwerkstoff. Durch die Kombination der beiden Materialien entsteht ein Werkstoff mit verstärkten Eigenschaften. Besonders bekannte Faserverbundwerkstoffe sind glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) und carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK). Als Matrix kommen hier oftmals Polyester-, Epoxyd- oder Vinylesterharze zum Einsatz.

Filament Winding

Filament Winding, Filamentwickeln oder Endlosfaserwickeln ist ein Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Bauteilen auf Basis von Endlosfasern. Die Endlosfasern werden dafür in Form von Rovings in der Harzmatrix getränkt und anschließend auf den rotierenden Kern gewickelt. So entstehen je nach Wickelkern verschiedene Bauteile aus dem gewünschten Faserverbundstoff.

Flammkaschierung

Bei der Flammkaschierung wird ein Polyester- oder Polyether-Schaumstoff bei Temperaturen um 1000 °C angeflammt. Dies erzeugt eine feine Klebschicht auf der Oberseite des Schaumstoffs, sodass er in einem weiteren Schritt mit Textilien oder anderen Materialien verbunden werden kann.

Flammspritzen

Flammspritzen zählt zu den thermischen Sprühbeschichtungsverfahren und wird meist für Korrosions- oder Verschleißschutz (z.B. Verzinken) eingesetzt

GFK

Glasfaserverstärkte (GFK) und Kohlenstofffaserverstärkte (CFK) Kunststoffe kommen überall dort zum Einsatz, wo es auf leichte, aber dennoch widerstandsfähige Materialen ankommt. Die Halbzeuge werden z.B. durch Faserspritzen oder Harzinjektionsverfahren gefertigt.

Graphen

Als Graphen bezeichnet man eine einzelne Schicht von Kohlenstoffatomen, die wabenförmig angeordnet sind. Es ist stabil, aber dennoch sehr biegsam; gleichzeitig leitet Graphen Wärme und Elektrizität. Graphen lässt sich erst seit 2004 gezielt herstellen und wird bisher hauptsächlich in der Forschung genutzt. Es bietet Potenzial für Elektronik, die auf Silizium verzichten kann.

Graphit

Graphit ist eine besondere Form des Kohlenstoffs, der natürlich vorkommt, aber auch synthetisch hergestellt werden kann. Mittlerweile findet es als Industriemineral Anwendung über den klassischen Bleistift heraus – in elektrischen Motoren, als Trenn- oder Schmiermittel oder als Nukleargraphit in Kernkraftwerken. Graphit besteht aus mehreren Schichten wabenförmig angeordneter Kohlenstoffatome. Es lassen sich relativ leicht einzelne Schichten ablösen, um hochwertiges Graphen zu gewinnen.

Halbzeuge

Bei Halbzeugen handelt es sich um eine Art Vormaterial beziehungsweise Halbfertigprodukte, die sich zu individuellen Erzeugnissen weiterverarbeiten lassen. Halbzeuge liegen meist in einfachen geometrischen Formen vor, die eine einfache Weiterverarbeitung ermöglichen. Halbzeuge müssen dabei nicht aus einem einzigen reinen Material bestehen, sondern sind auch als Composites wie GFK oder CFK erhältlich.

Härtungsschrumpf

Härtungsschrumpf bezeichnet das Schrumpfen von organischen Verbindungen (z.B. bei Harzen, Klebstoffen) bei zu schneller Aushärtung. Folgen sind Spannungen im Werkstoff, die wiederum Verformungen oder Brüche im Bauteil nach sich ziehen.

Kugelmühlen

Kugelmühlen kommen zur Zerkleinerung und Homogenisierung von Stoffen zum Einsatz. Sie bestehen aus einem rotierenden zylindrischen Behälter, der mit kleinen Kugeln gefüllt ist. Diese Kugeln dienen als Mahl- und Mischwerkzeuge. Die Kugeln bestehen oftmals aus Chromstahl, Wolframcarbid oder Keramiken und müssen möglichst abriebfest sein.

Magnetronsputtern

Magnetronsputtern ist eine besondere Form des Sputterns und wird auch als PVD-Verfahren bezeichnet (Physical Vapor Deposition, physikalische Dampfphasenabscheidung).

Masterbatch

Als Masterbatch versteht man eine Kombination aus Matrix (z.B. Polymer) mit Kunststoffadditiven in Form von Granulaten oder Pasten, die in einer höheren Konzentration als der Endanwendung vorliegen.

Matrix

Der Begriff Matrix wird je nach Fachbereich unterschiedlich verwendet. Im Bereich der faserverstärkten Verbundwerkstoffe bezeichnet die Matrix die Umgebung für die verstärkenden Fasern bzw. den Ausgangsstoff. Die Matrix ist fest an die Fasern gebunden. Als Kunststoffmatrix kommen gleichermaßen Duroplaste, Thermoplaste und Elastomere infrage.

MWNT

Mehrwandige Nanotubes (multi-walled nanotubes) setzen sich aus mehreren, eine Atomlage dicken Graphitschichten zusammen, was sie hauptsächlich von ihren einwandigen Gegenstücken unterscheidet. An der Einsetzbarkeit für verschiedene Industriezweige bzw. Produktion wird noch geforscht (z.B. als Additive für Kunststoffe, für die Anwendung in Transistoren u.ä.) und MWNTs gelten bisher als Nischenprodukt. Auch die Toxizität von Nanotubes wird noch erforscht und ist umstritten. Es ist aber davon auszugehen, daß NTs ähnlich wie Asbestfasern durch ihre Größenordnung und längliche Struktur im Körper schädlich sein können und es bei der Verarbeitung besonderer Vorsichtsmaßnahmen bedarf.

Nanofüllstoffe

Nanofüllstoffe werden unter anderem genutzt, um Nanoverbundwerkstoffe herzustellen. Wie konventionelle Füllstoffe sind sie unlöslich und verleihen dem Ausgangsmaterial zusätzliche Eigenschaften. Sie unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der Partikelgröße und den damit einhergehenden chemischen und physikalischen Besonderheiten von Nanopartikeln.

Nanographen

Als Nanographen werden einzelne Einheiten von Graphen, den ein Atom dicken Kohlenstoffmolekülen, bezeichnet. Nanographene sind dabei auf bestimmte Funktionen zugeschnitten und komplexer in der Herstellung als Graphen selbst. Das Verfahren der Wahl ist eine spezielle Form der Dehydrierung. In Zukunft soll Nanographen beispielsweise für LEDs, Solarzellen oder Brennstoffzellen genutzt werden.

Nanomaterialien

Nanomaterialien bestehen aus feinsten Partikeln, deren Dimensionen sich im Nanometerbereich bewegen.

Nanometer

Ein Nanometer (nm) bezeichnet eine Längeneinheit von 1 Milliardstel Meter.

Nanotubes

Nanotubes oder Nanoröhrchen sind längliche Hohlkörper, die einen Durchmesser von nur wenigen Nanometern aufweisen. Sie können aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden wie beispielsweise Kohlenstoff, Sulfiden oder Kunststoffen.

PA6

Polyamid 6 (PA6) ist besonders unter seinem Markennamen "Perlon®" bekannt. Es ist besonders schlagzäh, zäh und abriebfest. Das macht den Kunststoff ideal für den Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen – oder eben im Alltag als langlebiger Strumpf.

Parallelwickelverfahren

Das Parallelwickelverfahren ist das klassische Wickelverfahren zur Herstellung von Rohren und ähnlichen Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen.

PBI

PBI (Polybenzimidazole) ist ein aromatitisches Polyimid und sehr temperaturstabil. Traditionell werden sie deshalb seit mehreren Jahrzehnten im Militärbereich, in der Raumfahrt sowie für Feuerwehr-Schutzkleidung genutzt. PBI Performance Products Inc. ist das einzige Unternehmen, das das Polymer produziert.

PE-LD

Low-Density Polyethylen (PE-LD) bedeutet auf Deutsch: Polyethylen mit geringer Dichte bzw. Weich-Polyethylen. Der teilkristalline thermoplastische Kunststoff wird im Hochdruckverfahren aus Polyethylen gewonnen und kommt vor allem in Folien aller Art und Müllsäcken zum Einsatz.

Peroxide

Peroxide sind chemische Verbindungen, die organisch oder anorganisch vorkommen und eine Sauerstoffdoppelbrücke (-O-O-) beinhalten. Organische Peroxide gelten als Gefahrstoff, da sie sehr reaktiv sind, leicht explodieren und reizend, ätzend sowie brandfördernd wirken – auch unter Luftabschluss. Sie werden unter anderem zur Synthese von Epoxidharzen genutzt, während anorganische Peroxide hauptsächlich zur Oxidation weiterer Verbindungen dienen.

PET

Polyethylenterephthalat (PET) begegnet uns vor allem in Kunststoffflaschen, Folien und Textilfasern, doch der thermoplastische Kunststoff ist vielseitig einsetzbar. PET überzeugt neben seiner Recylingfähigkeit unter anderem durch hohe Festigkeit, geringe Feuchteaufnahme, geringen Gleitverschleiß und gute Säurebeständigkeit.

Photokatalyse

Photokatalytisch aktive Materialien werden eingesetzt, um Oberflächen selbstreinigende Eigenschaften zu verleihen, Luft und Wasser zu reinigen oder Bakterien, Algen und Pilze abzutöten.

Phthalate

Als Phthalate werden Verbindungen der Phthalsäure mit verschiedenen Alkoholen bezeichnet. Sie werden hauptsächlich als Weichmacher für Kunststoffe eingesetzt, unter anderem für Weich-PVC. Kunststoffe mit Weichmacher sind beispielsweise in Kabeln und Schläuchen, Bodenbelägen und Tapeten oder in Lebensmittelverpackungen zu finden.

Plastisole

Als Plastisole werden flüssige Dispersionen aus einem Polymer der Wahl bezeichnet, die mit Füllstoffen und Additiven vermischt werden. Sie dienen zur Veredelung oder als Oberflächenbeschichtung.

PMI

PMI (Poly-m-phenylenisophthalamid) gehört zu den Hochleistungspolymeren und ist neben Kevlar® ein weiterer aramidfaserverstärkter Kunststoff. Er ist sehr flammbeständig und stabil bis zu Temperaturen um 400°C. (man kann ja dann auf den Eintrag verlinken)

Polyacetal

POM ist ein thermoplastischer, hochkristalliner Kunststoff. Er zeichnet sich durch gute Abriebfestigkeit, hohe Schlagzähigkeit und thermisch/chemische Beständigkeit aus. Das Material wird zum Spritzguss eingesetzt und ist in vielen Halbzeugen und Produkten zu finden, die stabiles Material benötigen. Als Beispiel seine hier genannt: Zahnräder, Isolatoren, Griffe, Aerosoldosen, Fahrzeugtanks uvm.

Polyamide

Polyamide werden nicht nur zu Fasern gesponnen und zu Textilien verarbeitet, sondern kommen auch als technische Thermoplaste zum Einsatz. Sie zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und Steifigkeit sowie eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit aus. Typische Anwendungsbereiche sind der Fahrzeugbau oder die Herstellung von Elektrowerkzeugen.

Polyaryletherketone

PAEK gehört zur Gruppe der semikristallinen Thermoplasten und zeichnet sich durch hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen und Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen aus. Diese Hochleistungskunststoffe können noch bei Temperaturen bis 260 °C im Dauergebrauch eingesetzt werden, was wiederum eine deutlich höhere Verarbeitungstemperatur benötigt. PAEK kann mit Gießen (Injection molding, Transfer molding) und Extrusion in Form gebracht werden, was es sehr flexibel für die Einsatzgebiete Raum- und Luftfahrt, Elektronik, Maschinenbau u.a. macht und zum Beispiel für Zahnräder, Getriebekomponenten, Dichtungen und Ventilteile verwendet wird.

Polyesterharze

Polyesterharze zählen zu den Kunstharzen (in Abgrenzung zu Naturharzen). Eine Untergrupppe sind die ungesättigten Polyesterharze (UP-Harze), die unter anderem zur Produktion von (faserverstärkten) Kunststoffen verwendet werden.  

Polyetherimide

PEI = Polyetherimide. Dieser goldgelbe Hochleistungskunststoff überzeugt durch Eigenschaften wie Flammschutz und hohe Festigkeit. Durch den Zusatz von Glas- oder Kohlenstoffasern können Hersteller diese Eigenschaften noch vielfältig ergänzen und verstärken, was PEI perfekt für den Einsatz in der Elektronik- und Flugzeugindustrie bis hin zur Bioindustrie macht.

Polyethylenterephthalat

Polyethylenterephthalat (PET) zählt zu den thermoplastischen Kunststoffen. PET wird in verschiedenen Varianten verwendet. Als Textilfaser Polyester kommt es für Sport- und Alltagskleidung zum Einsatz. Im Spritzblasverfahren wird der Kunststoff zum Beispiel zu Flaschen verarbeitet. Polyethylenterephthalat zeichnet sich durch hohe Schlagzähigkeit und Bruchfestigkeit.

Polyethylenterephthalat

Polyethylenterephthalat (PET) zählt zu den thermoplastischen Kunststoffen. PET wird in verschiedenen Varianten verwendet. Als Textilfaser Polyester kommt es für Sport- und Alltagskleidung zum Einsatz. Im Spritzblasverfahren wird der Kunststoff zum Beispiel zu Flaschen verarbeitet. Polyethylenterephthalat zeichnet sich durch hohe Schlagzähigkeit und Bruchfestigkeit.

Polylactide

Der Biokunststoff PLA entsteht aus der Fermentation von Zucker und setzt sich aus gebundenen Milchsäuremolekülen zusammensetzt – deshalb findet man PLA auch unter dem Begriff "Polymilchsäuren". Der Kunststoff zählt zu den Thermoplasten, seine Eigenschaftenn hängen von der genauen Zusammensetzung ab, ähneln jedoch denen von PET. PLA ist biologisch abbaubar und wird überwiegend in der Verpackungsindustrie oder zu medizinischen Zwecken eingesetzt.

Polymere

Als Polymere werden chemische Verbindungen bezeichnet, die aus mehreren gleichartigen Einheiten bestehen und daraus Ketten- oder verzweigte Moleküle bilden. Synthetisch hergestellte Polymere sind im Normalfall immer den Kunststoffen zuzurechnen. Natürliche Polymere sind beispielsweise Proteine oder Lipide, wie sie im menschlichen Körper vorkommen.

Polyoxymethylen

Polyoxymethylen oder auch Polyacetal ist ein thermoplastischer Kunststoff. Es zeichnet sich durch ein besonders gutes Gleit- und Verschleißverhalten aus. POM wird vor allem für Spritzgussteile in der Automobilindustrie und in der Elektrotechnik verwendet, wie z.B. für Gehäuseteile.

Polytetrafluorethylen

Der hochteilkristalline Fluorkunststoff ist wohl am bekanntesten durch seine Verwendung in Bratpfannen – doch die rundum hervorragenden Eigenschaften machen Teflon auch in vielen anderen Bereichen zum beliebten Material. Großer Temperaturbeständigkeitsbereich, geringes Anhaften und elektrische Isolierfähigkeit seien hier beispielhaft genannt. Nur PTFE-Pulver oder -Dispersionen kommen in Frage, um den Kunststoff in die gewünschte Form zu bringen.

Polyurethane

PUR ist vor allem in seiner aufgeschäumten Form – als Bauschaum – bekannt. Je nach Wahl der Komponenten (Polyole und Isocyanate) kann Polyurethan hart, weich, spröde oder elastisch sein. Der Kunststoff ist industriell vielseitig einsetzbar: Vom Dämmstoff über Montageschaum bis hin zum Prototypenbau und Sportbedarf.

PP

Polypropylen (PP) ist ein thermoplastischer Kunststoff, der in zahlreichen gängigen Verfahren wie Spritzgießen, Schweißen oder Extrudieren weiterverarbeitet werden kann. Härte, Wärmebeständigkeit und Steifigkeit sind höher als bei Polyethylen. Aber PP wird schon bei geringer Kälte spröde. Da PP keine Weichmacher enthält, wird PP auch bei Kontakt mit Lebensmitteln eingesetzt.

PPS

PPS (Polyphenylensulfid) ist ein thermoplastischer, sehr widerstandsfähiger Hochleistungskunststoff. Er zeigt eine hohe Korrosionsbeständigkeit und hält Temperaturen bis 240 °C stand, was ihn vielseitig einsetzbar macht. PPS wird in linearer oder vernetzter Form produziert; ersteres ist zäher und dehnbarer.

Prepregs

Bei Prepregs handelt es sich um eine bestimmte Art der Halbzeuge. Der Name steht für „preimpregnated fibres“, vorimprägnierte Fasern. Das Halbzeug besteht aus Endlosfasern wie Glasfasern oder Kohlenstoffasern, die mit duroplastischen Reaktionsharzen vorimprägniert wurden. Prepregs werden meistens bahnenförmig produziert und entsprechend weiterverarbeitet.

Pultrusionsverfahren

Mithilfe des Pultrusionsverfahrens (auch: Strangziehverfahren) können faserverstärkte Kunststoffprofile hergestellt werden.

PVC

Bei Polyvinylchlorid (PVC) denken die meisten wohl an den widerstandsfähigen, langlebigen Bodenbelag in öffentlichen Einrichtungen. Diese Form erreicht PVC jedoch erst durch die Zugabe von Weichmachern und Stabilisatoren – vorher ist der thermoplastische Kunststoff hart und spröde. Das Polymer wird aus Vinylchlorid gewonnen. Seine Beständigkeit, die schwere Entflammbarkeit und die schlechte Leitfähigkeit machen es zum idealen Material für stark beanspruchte Böden, Verpackungsmaterial aber auch Rohre. PVC steht besonders wegen seiner gesundheitsgefährdenden Herstellung in der Kritik und da es Weichmacher freisetzt und sich schwer entsorgen lässt.

PVMQ

PVMQ, VMQ und FVMQ sind auch als Silikon-Kautschuk bekannt und zählen zu den synthetischen Polymeren. Sie zeichnen sich durch hohe thermische Beständigkeit aus, sind aber wenig dehnbar und abriebfest. Silikon findet vor allem als Dichtungswerkstoff oder in der Pharma- und Lebensmittelindustrie Anwendung.

Rovings

Rovings sind Stränge sortenreiner, lose gebündelter und aufgerollter Filamente (z.B. Carbonfasern, Glasfasern, Aramidfasern). Rovings werden zu Halbzeugen oder Fasergeweben weiterverarbeitet und bilden die Basis für alle Composites.

Rührwerksmühlen

Rührwerksmühlen (auch: Rührwerkskugelmühlen) sind eine spezielle Form der Kugelmühlen. Der zylindrische Mahltopf wird bis zu 90% mit Mahlkörpern wie Sand oder Perlen gefüllt. Die Zerkleinerung und Mischung der Stoffe erfolgt durch Rührscheiben, die auf einer rotierenden Welle installiert sind.

Sheet Moulding Compounds

Sollen Werkstücke in Großserie hergestellt werden, bieten sich als Material Sheet Moulding Compounds (SMC) an. Das sind Platten aus duroplastischen Harzen, angereichert mit Glasfasern, die im Fließpress-Verfahren direkt in die gewünschte Form gepresst werden können.

Siliziumcarbid

Siliziumcarbid ist eine chemische Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff. Sie zeichnet sich vor allem durch ihre hohe Härte aus (9,6 auf der Mohs-Skala). Siliziumcarbid wird unter anderem in Verbundkeramik, für Heizelement, als Schleifmittel für optische Elemente, zur Herstellung von Spiegeln oder als Halbleitermaterial verwendet.

Siliziumdioxid

Siliziumdixoid (SiO2) macht den Großteil des weltweiten Sandvorkommen aus. Es ist besonders witterungsbeständig und weist eine große Härte auf. Neben der Herstellung von robusten Quarz-Gläsern kommt Siliziumdioxid auch als Füllstoff für Kunststoffe, in der Halbleitertechnik und in kosmetischen wie pharmazeutischen Produkten zum Einsatz.

Sintern

Sintern ist ein Verfahren zur Verarbeitung von pulvrigen und körnigen Stoffen, besonders auf Metallbasis. Dafür wird das Pulver mit den gewünschten Zusätzen vermischt und in eine Form gepresst. Schließlich sorgt eine hohe Temperaturzufuhr knapp unterhalb des Schmelzpunkts dafür, dass das Material verdichtet wird und der Körper seine Form behält. Für die Verarbeitung von Kunststoffpulvern kommt das spezielle Lasersintern infrage.

Spritzgussverfahren

Das Spritzgussverfahren ist ein Verfahren, das hauptsächlich zur Verarbeitung von Kunststoff genutzt wird. Das Ausgangsmaterial wird dafür in einer speziellen Maschine (der sogenannten „Spritzgießmaschine“) verflüssigt und unter Druck in das „Spritzgießwerkzeug“ eingespritzt, in dem das Ausgangsmaterial die gewünschte Form erhält. Durch Auskühlen verfestigt sich der Kunststoff und behält die neue Form. Zum Spritzgießen können thermoplastische, duroplastische und elastomere Kunststoffe eingesetzt werden.

SWNT

Einwandige Nanotubes (single-walled nanotubes) bestehen, wie der Name schon andeutet, aus einer einzigen, zylinderförmigen Graphit-Schicht. Ihr Durchmesser beträgt im Regelfall maximal 2 nm, kann jedoch auf bis zu 10 nm ausgeweitet werden. Einwandige Nanotubes werden als Additive für Composite, Nanoelektroden, Nanosonden (z.B. für AFM), in Lithiumbatterien zur Energieumwandlung und vielen weiteren Bereichen eingesetzt.

Tantalcarbid

Tantalcarbid (TaC) besitzt einen Schmelzpunkt von 3880°C und weist eine hohe Härte auf (je nach Untersuchung eine Mohshärte von bis zu 7 oder 10). Es ist daher den Hartmetallen zuzurechnen. Aufgrund seiner robusten Eigenschaften wird es gerne für die Herstellung von stark beanspruchten Schneidwerkzeugen, aber auch für die Beschichtung von starker Hitze ausgesetzten Triebwerksdüsen verwendet. 

TGA

Bei der thermogravimetrischen Analyse bzw. Thermogravimetrie wird gemessen, wie sich [...]

Thermoplaste

Thermoplaste sind eine von drei Kunststoffgruppen, die bezüglich ihres mechanisch-thermischen Verhaltens unterschieden werden. Sie lassen sich unter Einfluss von Wärme in einem bestimmten Temperaturbereich verformen.

Titancarbid

Die chemische Verbindung aus Titan und Kohlenstoff (TiC) zeichnet sich vor allem durch eine besonders hohe Härte aus. Der Schmelzpunkt liegt bei 3140°C., deswegen kommt es oft für die Herstellung von robusten Werkzeugen zum Einsatz. Auch als Legierungszusatz für Stähle und Hartmetalle sowie als Beschichtungsmaterial ist Titancarbid gefragt.

Titandioxid

Titiandioxid kommt hauptsächlich in Pulverform vor und wird unter anderem in Lacken und Farben sowie zur Kunststoffeinfärbung genutzt. Es wirkt dabei einerseits als Weißpigment, kann andererseits aber auch als Photokatalysator genutzt werden. Der Einsatz in Lebensmitteln ist umstritten und bereits teilweise verboten, da gesundheitliche Risiken nicht ausgeschlossen werden können.

UFP

UFP steht für "ultrafeine Partikel" bzw. "Ultrafeinstaub" und bezeichnet damit Feinstaub mit weniger als 1 µm Durchmesser. Dieser entsteht maßgeblich bei Dieselmotoremissionen, Kondensationsvorgängen, beim Betrieb von Ethanolöfen oder durch Gasphasenreaktionen – aber auch auf natürliche Weise, etwa durch Vulkanausbrüche und Waldbrände. UFP sind unerwünschte Partikel, die in Zusammenhang mit "normalem" Feinstaub als krebserregend eingestuft werden.

VHM

VHM ist die Abkürzung für Vollhartmetall – üblicherweise ein Verbundwerkstoff aus Wolframcarbid und Kobalt. Der Werkstoff kommt besonders im Werkzeugbau zum Einsatz, da Werkzeuge (z.B. Gewindebohrer) aus VHM wegen der hohen Verschleißfestigkeit auch harte Werkstoffe problemlos bearbeiten können.

Vinylester

Vinylester bzw. Vinylesterharze sind Duroplaste, die durch die Veresterung von Epoxidharzen mit Acryl- oder Methacrylsäure entstehen. Hohe Schlagzähigkeit, Temperaturbeständigkeit bis 125 °C und eine gewisse Resistenz gegen Säuren und Laugen machen VE-Harze zu nützlichen Materialien, welche vor allem in der Herstellung glasfaserverstärkter Kunststoffe verwendet werden.

Wärmeformbeständigkeit

Da Kunststoffe je nach Zusammensetzung verschiedenen Temperaturen standhalten können, lässt sich keine allgemeingültige Obergrenze festlegen, bis zu der sie eingesetzt werden können. Anhand eines bei steigender Temperatur unter Druck stehenden Probekörpers wird für jeden Kunststoff gemessen, bis zu welcher Temperatur er seine ursprüngliche Form behält oder sich nur minimal verformt.

Wickelverfahren

Das Wickelverfahren wird unter anderem genutzt, um rotationssymmetrische Bauteile wie Tanks oder Rohre aus GFK herzustellen.

Widia

"Widia" wird gemeinhin als Name für Hartmetallwerkzeuge gebraucht. Tatsächlich ist es aber ein Markenname, den das Unternehmen Krupp ursprünglich für einen sehr harten Werkstoff aus Wolframcarbid und Kobalt eingetragen hat.

Wolfram

Wolfram zählt zu den Schwermetallen und ist das chemische Element mit dem höchsten Schmelz- und Siedepunkt (3422°C bzw. 5930°C). Es besitzt eine hohe Dichte sowie eine mittlere Härte und ist sehr widerstandfähig gegenüber chemischen Einflüssen.

Wolframcarbid

Als Wolframcarbid werden Wolfram-Kohlenstoff-Verbindungen bezeichnet. Wolframcarbid zählt zu den Hartmetallen und wird durch die Aufkohlung von reinem Wolfram mit Kohlenstoff gewonnen.

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