Theoretische Vorstellungen über die Festigkeit thermoplastischer Kunststoffe

Zusammenfassung

Unter thermoplastischen Kunststoffen verstehen wir solche linearen oder verzweigten Hochpolymere, die bei Zimmertemperatur ein glas- oder hornartiges Verhalten aufweisen. Amorphe Thermoplaste sind demnach solche Linearpolymere, deren Einfriertemperatur oberhalb der Zimmertemperatur liegt. Bei teilkristallinen Thermoplasten liegt die Schmelztemperatur der kristallinen Bereiche oberhalb Zimmertemperatur. Im glasartigen Zustand bilden die Molekelketten eine unregelmäßig geknäuelte und verhakte filzartige Struktur, wobei im Gegensatz zum kautschukelastischen Zustand die einzelnen Fäden starr und unbeweglich sind. Die äußeren Kräfte werden also nicht wie in einem beweglichen Netzwerk von den einzelnen Molekelketten unter gleichzeitiger Streckung aufgenommen [2], [3], [4], [5], sondern sie bewirken gegen die zwischen den Molekelketten wirksamen van der Waalstschen Kräfte kleine Verschiebungen von Kettenteilstücken gegeneinander sowie Deformationen der Valenzwinkel oder Atomabstände innerhalb der Kette. Die Festigkeit des Stoffes ist dann erschöpft, wenn die äußeren Kräfte die inneren, den Zusammenhalt der Molekeln bewirkenden Kräfte übersteigen. Nach einer Abschätzung von H. MARK [6] sollte sich, wenn man das gleichzeitige Zerreißen von Hauptvalenzbindungen als Ursache des makroskopischen Bruches ansieht, ein Wert der Festigkeit von 10⁴ bis 2 × 10⁵ kp/cm² ergeben.