Kunststoffmaterialien für präzise Formteile – Auswahl an Standard-, technischen und Hochleistungskunststoffen

Polyethylen – Der meistverwendete Kunststoff mit vielseitigen Einsatzmöglichkeiten

Polyethylen, ein Mitglied der umfangreichen Polyolefin-Familie, zeichnet sich durch seine teilkristalline und unpolare Struktur aus. Dieser Standardkunststoff, der global als der mit Abstand am häufigsten eingesetzte gilt, findet vorrangig in der Verpackungsindustrie Anwendung, wo seine leichte Einfärbbarkeit besonders geschätzt wird.

Neben seiner hervorragenden Verwendbarkeit für diverse Verpackungslösungen bietet Polyethylen auch beeindruckende elektrische Isolationseigenschaften. Diese machen es zu einem bevorzugten Material für die Ummantelung von Kabeln sowie für die Herstellung nichtleitender Bauteile innerhalb der Elektroindustrie.

Darüber hinaus besticht es durch seine ausgezeichnete chemische Resistenz gegen eine Vielzahl von Säuren, Ölen und Basen, was es für vielfältige Anwendungen attraktiv macht. Polyethylen überzeugt ebenso durch sein gutes Gleitverhalten und seinen geringen Verschleiß, was seine Langlebigkeit und Zuverlässigkeit unterstreicht.

Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil dieses Kunststoffes ist seine im Vergleich zu anderen Kunststoffen niedrigere Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit. Dies trägt wesentlich dazu bei, die Haltbarkeit und Frische von verpackten Gütern zu bewahren. Obwohl Polyethylen auf Wasser schwimmt, was seine Vielseitigkeit erhöht, kann es durch direkte Sonneneinstrahlung spröde werden, was ein Aspekt ist, der bei der Auswahl des Materials für Außenanwendungen bedacht werden sollte.

Bezüglich der thermischen Eigenschaften beginnt Polyethylen, sich bei Temperaturen über 80°C zu erweichen, wobei seine Wärmeformbeständigkeit bei etwa 45°C liegt. Diese thermischen Grenzen sind wichtig für die Verarbeitung und Anwendung von Polyethylen-Produkten, um eine optimale Leistung und Zuverlässigkeit sicherzustellen.

Polystyrol – Vielseitiger Standardkunststoff mit breitem Anwendungsspektrum

Polystyrol, ein transparenter, amorpher oder teilkristalliner Thermoplast, ist aufgrund seiner Kosteneffizienz und Vielseitigkeit ein beliebter Standardkunststoff. Dieses Material lässt sich in zwei Hauptformen verarbeiten: als fester thermoplastischer Werkstoff oder als Schaumstoff, wobei geschäumtes Polystyrol unter dem bekannten Handelsnamen Styropor vertrieben wird.

Eine der herausragenden Eigenschaften von Polystyrol ist seine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber wässrigen Laugen und Mineralsäuren, sowie seine Resistenz gegen Wassereinwirkung. Jedoch ist zu beachten, dass es unter Einfluss von UV-Strahlung zu Verrottung neigt und zudem nur begrenzt wärmebeständig ist, mit einer Dauergebrauchstemperatur von maximal 70°C.

In seiner unmodifizierten Form weist Polystyrol einen niedrigen Schmelzpunkt auf und ist charakterisiert durch seine Härte, Sprödigkeit sowie Empfindlichkeit gegenüber Schlägen. Zudem ist es relativ durchlässig für Sauerstoff und Wasserdampf. Um diese Eigenschaften zu verbessern und den Einsatzbereich zu erweitern, wurden verschiedene Polystyrol-Varianten entwickelt, darunter schlagfestes Polystyrol (SB), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymere (ABS), Styrol-Acrylnitril-Polymere (SAN) und Acrylnitril-Styrol-Acrylester-Polymere (ASA).

Polystyrol zeichnet sich zudem durch eine geringe Schwindungs- bzw. Schrumpfungsneigung aus, was die Herstellung von Bauteilen mit sehr feinen Konturen, Kanten und glatten Flächen ermöglicht. Dies führt zu weitestgehend passgenauen Bauteilen, was in der Fertigungsindustrie besonders geschätzt wird.

Es findet breite Anwendung in der Produktion von Massenartikeln wie CD-Hüllen, Blumentrays oder Lebensmittelverpackungen. Darüber hinaus werden aufgrund seiner guten Isolationseigenschaften in der Elektrotechnik auch Schalter und Gehäuse aus Polystyrol hergestellt.

Polypropylen – Vielseitiger und robuster Kunststoff für zahlreiche Anwendungen

Polypropylen, ein teilkristalliner Kunststoff, gehört zur Familie der Thermoplaste und zeichnet sich durch seine Vielseitigkeit und Robustheit aus. Dieses Material ist bekannt für seine hervorragende Chemikalienbeständigkeit sowie seine ausgezeichneten elektrischen Isolationseigenschaften, was es für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet macht.

Darüber hinaus besticht Polypropylen durch seine beeindruckende Zugfestigkeit, Temperaturbeständigkeit und Oberflächenhärte. Diese Eigenschaften tragen dazu bei, dass Polypropylen eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung aufweist, was es zu einem idealen Material für Langzeitanwendungen macht.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass Polypropylen in einem Temperaturbereich von 0 bis +100°C eingesetzt werden kann. Es ist jedoch zu beachten, dass es unterhalb von 0°C vergleichsweise schnell spröde wird, was bei Anwendungen in kalten Umgebungen berücksichtigt werden sollte.

Polypropylen gehört zu den weltweit am meisten produzierten Kunststoffen, was seine breite Akzeptanz und Anwendbarkeit in verschiedenen Branchen unterstreicht. Es findet Einsatz in einer Reihe von Massenanwendungen, darunter Haushaltsgeräte, Spielzeuge, Sportartikel, PKW-Innenausstattungen, medizinische Geräte und Lebensmittelverpackungen. Zudem wird Polypropylen in Form von PP-Fasern auch in Heimtextilien und Teppichen verwendet, was seine Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Bedürfnisse und Einsatzbereiche zeigt.

ABS Kunststoff – Vielseitiges Thermoplast mit hoher Schlagfestigkeit und chemischer Beständigkeit

Acrylnitril-Butadien-Styrol, kurz ABS, ist ein weit verbreiteter thermoplastischer Kunststoff, der für seine hohe Widerstandsfähigkeit, mechanische Belastbarkeit und vielseitige Verarbeitungsmöglichkeiten bekannt ist. ABS entsteht durch die Mischung und Copolymerisation von Acrylnitril, Butadien und Styrol, wodurch es eine optimale Kombination aus Festigkeit, Zähigkeit und chemischer Beständigkeit erhält.

Ein wesentliches Merkmal von ABS ist seine hohe Beständigkeit gegenüber Ölen, Fetten und erhöhten Temperaturen, die durch den Acrylnitril-Anteil verstärkt wird. Zusätzlich bietet es eine ausgezeichnete Steifigkeit, Schlag- und Kratzfestigkeit, wodurch es besonders für mechanisch beanspruchte Anwendungen geeignet ist. Aufgrund seiner robusten Eigenschaften wird ABS häufig in Bereichen eingesetzt, die eine hohe Belastbarkeit erfordern.

ABS lässt sich hervorragend mit anderen Polymeren oder Metallen beschichten, wodurch sich die Einsatzmöglichkeiten noch erweitern. Allerdings ist zu beachten, dass ABS normal entflammbar ist und bei der Verbrennung dunklen Rauch erzeugt, der gesundheitsschädlich sein kann. Die empfohlene Dauergebrauchstemperatur liegt zwischen 60 und 80 Grad Celsius, was bei der Materialauswahl berücksichtigt werden sollte.

Besondere Bekanntheit erlangte ABS durch seine Verwendung in Kinder-Spielklötzchen, doch seine Vielseitigkeit reicht weit darüber hinaus. In der Automobilindustrie wird es für Armaturenbretter, Verkleidungen und Innenraumkomponenten genutzt. Die Elektro- und Konsumgüterindustrie setzt ABS für Gehäuse von Computern, Telefonen und Haushaltsgeräten ein. Dank seiner hohen Formstabilität, der einfachen Verarbeitung und der Möglichkeit zur individuellen Oberflächenveredelung bleibt ABS ein bevorzugtes Material für zahlreiche technische und industrielle Anwendungen.

Polycarbonat – Hochleistungs-Kunststoff mit exzellenter Transparenz und Schlagzähigkeit

Polycarbonat, chemisch den Polyestern zugeordnet, ist ein technischer Kunststoff, der in vielen Bereichen Anwendung findet und sich durch seine herausragenden mechanischen und optischen Eigenschaften auszeichnet. Mit einer hohen Festigkeit, Schlagzähigkeit, Steifigkeit und Härte ist Polycarbonat besonders robust und langlebig.

Seine hohe Transparenz, mit einer Lichtdurchlässigkeit von 89%, macht es zu einem idealen Material für optische Bauteile wie Linsen, Brillengläser, Schutzverglasungen und Scheinwerfer. Darüber hinaus lässt sich Polycarbonat in einer Vielzahl von Farbtönen einfärben, was seine Designflexibilität erhöht.

Als exzellenter elektrischer Isolator wird Polycarbonat auch in elektrischen Bauteilen eingesetzt. Es zeigt eine gute Beständigkeit gegen viele Öle und verdünnte Säuren, ist jedoch nur begrenzt resistent gegenüber Basen, einigen chlorierten Kohlenwasserstoffen und UV-Licht.

Bei Außenanwendungen ohne Schutzbeschichtung kann Polycarbonat im Laufe der Zeit spröde werden und seine Transparenz vergilben. Durch den Einsatz geeigneter Lacke und Stabilisatoren kann jedoch die Chemikalien- und UV-Beständigkeit verbessert werden. Zudem sind Polycarbonate entflammbar, wobei die Flamme nach Entfernung der Zündquelle erlischt, und sie erfüllen die Brandklasse B2 nach DIN 4102.

Polycarbonat lässt sich durch alle gängigen Formgebungsverfahren für Thermoplaste verarbeiten, darunter Spritzgießen, Extrudieren, Blasformen, Kalandrieren und Pressen. Allerdings erfordert die hohe Viskosität der Schmelze Verarbeitungstemperaturen von über 240°C und hohen Spritzdruck, was wiederum erhöhte Anforderungen an die Werkzeuge stellt. Die ständige Temperaturbeständigkeit von Polycarbonat liegt zwischen etwa -60°C und +110°C, mit einer kurzzeitigen Belastbarkeit bis zu +135°C.

Polyamid 6 – Hochleistungs-Thermoplast mit exzellenten mechanischen Eigenschaften

Polyamid 6 (PA 6), ein teilkristalliner Thermoplast, ist für seine ausgewogenen mechanischen Eigenschaften bekannt und zeichnet sich insbesondere durch hervorragende Gleit- und Reibeigenschaften aus. Neben seiner hohen Abriebfestigkeit besitzt PA 6 auch gute Dämpfungseigenschaften, was es für Anwendungen, bei denen Stoß- und Vibrationsdämpfung gefragt sind, prädestiniert. Darüber hinaus bietet es eine ausgezeichnete Festigkeit und Zähigkeit, die es nahezu unzerbrechlich machen.

Als polarer Kunststoff zeigt Polyamid 6 eine gute Beständigkeit gegen verdünnte Laugen, Kraftstoffe, Alkohole, Ester, Ketone und Öle, wobei es jedoch anfällig für starke Säuren ist. Sein Einsatztemperaturbereich erstreckt sich von ca. -30 °C bis +100 °C, welcher durch Modifikationen wie die Verstärkung mit Glasfasern signifikant erweitert werden kann, um die Dauergebrauchstemperatur und somit die Leistungsfähigkeit unter thermischer Belastung zu erhöhen.

PA 6-Kunststoffteile bieten den Vorteil, dass sie nicht korrodieren und ein geringes Eigengewicht aufweisen. Diese Eigenschaften machen sie zu einer attraktiven Alternative zu metallischen Werkstoffen in vielen Anwendungsbereichen.

Typische Einsatzgebiete umfassen Gleitlager, Zahnräder und Laufrollen im Maschinenbau sowie in der Transport- und Fördertechnik. Zudem finden glasfaserverstärkte Polyamide aufgrund ihrer erhöhten Temperaturbeständigkeit und mechanischen Stärke Anwendung in anspruchsvollen Umgebungen wie dem Kfz-Motorraum.

Im alltäglichen Gebrauch begegnen uns PA 6-Produkte in Form von Dübeln, Kabelbindern und Saiten für Musikinstrumente, unterstreichen damit die Vielseitigkeit dieses Materials. Ein wichtiger Aspekt bei der Verwendung von PA 6 ist seine erhöhte Feuchtigkeitsaufnahme, wenn es in Wasser gelagert wird, was bei der Konzeption von Produkten, die in feuchten Umgebungen eingesetzt werden, berücksichtigt werden muss.

PET und PBT – Vielseitige Polyesterkunststoffe für anspruchsvolle Anwendungen

Polyethylenterephthalat (PET) und Polybutylenterephthalat (PBT) sind zwei bedeutende thermoplastische Kunststoffe aus der Familie der Polyester, die sich durch ihre Vielseitigkeit und eine Reihe von wünschenswerten Eigenschaften auszeichnen. Beide Materialien lassen sich auf Hochglanz polieren, einfärben und bedrucken, was ihre ästhetische Flexibilität für verschiedene Anwendungen erhöht.

PET ist besonders für seine hohe mechanische Festigkeit und Härte bekannt. Es bietet zudem den Vorteil, knitterfrei, reißfest und witterungsbeständig zu sein, während es nur sehr wenig Wasser aufnimmt. Diese Eigenschaften machen PET zu einem idealen Material für die Herstellung von Hohlkörpern wie blasgeformten Flaschen, sowie für Fasern (Polyester), Folien, Filme und Klebebänder.

PBT hingegen wird aufgrund seiner günstigeren Verarbeitungseigenschaften beim Spritzgießen häufig als Konstruktionswerkstoff für technische Anwendungen wie Steckverbindungen und Gehäuseteile eingesetzt. Es zeichnet sich durch eine größere Bedeutung in Bereichen aus, in denen Robustheit und Präzision erforderlich sind.

Beide Polyesterarten bieten eine gute Beständigkeit gegen viele Chemikalien, Öle, Fette und Alkohole. Allerdings sind sie unbeständig gegenüber starken anorganischen Säuren, halogenierten Kohlenwasserstoffen und Ketonen und reagieren empfindlich auf sehr hohe Temperaturen, indem sie mit stark rußender Flamme brennen.

Während ihre elektrischen Isoliereigenschaften im Vergleich zu Polycarbonaten (PC) eher als mittelmäßig einzustufen sind, ermöglichen PET und PBT eine breite Palette an Einsatztemperaturen: teilkristallines PET ist dauerhaft von -20 °C bis +120 °C einsetzbar, mit spezifischen Formen wie PET-C, die einen Einsatzbereich von –20 bis zu +120 °C haben, und PET-A, der von –40 bis +60 °C reicht. PBT hingegen ist für Temperaturen zwischen -50 °C und +120 °C geeignet.

Die Hauptverfahren für die Herstellung von Formteilen aus PET oder PBT sind das Spritzgießen und das Extrudieren. Für die Produktion von Kunststoff-Hohlkörpern bzw. Flaschen wird speziell das Spritz-Streckblasverfahren angewandt, das die herausragenden Eigenschaften dieser Materialien optimal nutzt und für hochqualitative Endprodukte sorgt.

PMMA – Hochtransparenter Kunststoff als Glasalternative für vielseitige Anwendungen

PMMA, oder Polymethylmethacrylat, ist ein transparenter thermoplastischer Kunststoff, der häufig als leichterer, bruchsicherer Ersatz für Glas verwendet wird. Bekannt unter Handelsnamen wie Plexiglas, Acryglas, Lucite und Perspex, zeichnet sich PMMA durch seine ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeit, Witterungsbeständigkeit und UV-Beständigkeit aus. Diese Eigenschaften machen es ideal für Anwendungen, bei denen Klarheit und Beständigkeit gegen Sonnenlicht erforderlich sind.

PMMA lässt sich leicht formen und bearbeiten, bevor es aushärtet, und kann durch Gießen, Extrudieren, CNC-Fräsen und Laserschneiden in verschiedene Formen gebracht werden. Trotz seiner Festigkeit und Härte ist es jedoch anfällig für Kratzer und kann bei starker Belastung oder Schlag brechen. PMMA ist thermisch von -40 bis +75 °C und kurzzeitig sogar bis zu 100 °C belastbar, während es oberhalb von 120 °C formbar wird.

Es zeigt eine hohe Resistenz gegen viele chemische Substanzen, einschließlich Säuren, Laugen mittlerer Konzentration und unpolare Lösemittel.
Auf chemischer Ebene besteht PMMA aus Methylmethacrylat-Monomeren, die durch Polymerisation verbunden sind. Diese Struktur verleiht ihm seine charakteristischen physikalischen Eigenschaften.

Wir verwenden PMMA zum Beispiel für Frontcover aus Acrylglas >>

Polyetherimid (PEI) – Hochleistungskunststoff mit außergewöhnlicher Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit

Polyetherimid ist ein technischer Hochleistungskunststoff, der sich durch eine einzigartige Kombination aus mechanischer Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und chemischer Resistenz auszeichnet. Bekannt für seine goldgelbe Transparenz, kann PEI bei Bedarf schwarz eingefärbt werden, um spezifische Design- und Funktionsanforderungen zu erfüllen.

PEI überzeugt durch seine hohe mechanische Stabilität, ausgezeichnete Dimensionsstabilität und bemerkenswerte elektrische Isoliereigenschaften. Es bietet eine überragende Durchschlagsfestigkeit und widersteht Hydrolyse sowie Strahlungseinflüssen wie UV- und Gammastrahlen. Zusätzlich besitzt es eine außergewöhnliche Chemikalienbeständigkeit, insbesondere gegenüber Chlor, säurehaltigen Reinigungsmitteln und aggressiven Lösungsmitteln.

Ein weiterer entscheidender Vorteil von PEI ist seine hohe Temperaturbeständigkeit. Das Material hält langfristig Temperaturen bis zu 170 Grad Celsius stand und kann kurzfristig sogar über 200 Grad Celsius belastet werden. Dank seiner Flammwidrigkeit und geringen Rauchentwicklung eignet es sich ideal für sicherheitskritische Anwendungen.

Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften findet Polyetherimid Anwendung in zahlreichen technisch anspruchsvollen Bereichen. Besonders in denen Materialien extremen Temperaturen, chemischen Einflüssen und hohen mechanischen Belastungen standhalten müssen. Ob in der Luft- und Raumfahrt, Elektrotechnik, Medizintechnik oder Automobilindustrie – PEI bietet eine leistungsfähige Lösung für anspruchsvolle Anwendungen, bei denen Beständigkeit und Zuverlässigkeit entscheidend sind.

Polybenzimidazol – Hochleistungskunststoff für extreme Temperaturen und anspruchsvolle Anwendungen

Polybenzimidazol (PBI) ist ein Hochleistungskunststoff aus der Polyimid-Familie, der sich durch eine außergewöhnliche Hochtemperaturbeständigkeit auszeichnet. Mit einer Dauergebrauchstemperatur von über 300 °C behält PBI selbst unter extremen Bedingungen seine mechanischen Eigenschaften bei. Dazu gehören eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Kriechfestigkeit, die es zu einem zuverlässigen Werkstoff für anspruchsvolle Industrieanwendungen machen.

Neben seiner thermischen Stabilität bietet PBI hervorragende elektrische Isoliereigenschaften. Daher eignet es sich ideal für Anwendungen, die eine zuverlässige elektrische Isolation erfordern. Zudem weist PBI eine inhärente Flammwidrigkeit auf, wodurch es in Bereichen mit hohen Brandschutzanforderungen eine sichere Wahl darstellt.

Dank dieser einzigartigen Materialeigenschaften findet Polybenzimidazol in zahlreichen Hochleistungsbranchen Anwendung. In der Luft- und Raumfahrt wird es für hitzebeständige Komponenten in Triebwerken und Hitzeschutzsystemen eingesetzt. Die Automobilindustrie nutzt PBI für Hochtemperatur-Dichtungen und Isolationsbauteile. Im Bereich der Brandschutzausrüstung kommt es in feuerfesten Schutzkleidungen und hitzebeständigen Textilien zum Einsatz. Auch in der Elektronikindustrie wird es als Isolationsmaterial für Hochtemperatur-Schaltungen und Bauteile verwendet.

Durch die Kombination aus thermischer Beständigkeit, mechanischer Stabilität, elektrischer Isolation und Flammwidrigkeit ist PBI ein unverzichtbarer Werkstoff für extreme Einsatzbedingungen. Wer ein Material benötigt, das selbst unter härtesten Bedingungen zuverlässig funktioniert, findet in Polybenzimidazol die ideale Lösung.