Polymere und Verbundwerkstoffe

Polymere und Verbundwerkstoffe: das Wichtigste

Polymere bestehen aus langen Molekülketten, in denen Monomere durch Additionspolymerisation oder Polykondensation verknüpft sind. Die Molmasse ist verteilt, und das Verhältnis der massenmittleren Molmasse Mw zur zahlenmittleren Molmasse Mn gibt die Breite der Verteilung an. In teilkristallinen Polymeren, in denen kristalline und amorphe Bereiche nebeneinander vorliegen, bestimmt die Kristallinität Dichte, Steifigkeit und Transparenz; die Temperatur, bei der die Molekülbewegung in den amorphen Bereichen einfriert, ist die Glasübergangstemperatur Tg.

Die Verformung von Polymeren ist viskoelastisch, also zeit- und temperaturabhängig, und Spannungsrelaxation und Kriechen werden mit dem Maxwell- und dem Voigt-Modell beschrieben. Die Steifigkeit faserverstärkter Verbundwerkstoffe schätzt man in Faserrichtung mit der Mischungsregel für gleiche Dehnung und senkrecht dazu mit der Mischungsregel für gleiche Spannung ab; bei Kurzfasern bestimmt die kritische Faserlänge die Verstärkungswirkung.