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Polycarbonat

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Polycarbonatplatten

Polycarbonat (PC) zählt zu den amorphen Thermoplasten und wird aus Bisphenol A (einem Produkt aus Phenol und Aceton) und Phosgen nach dem Polykondensationsverfahren hergestellt. Großtechnisch produziert wird Polycarbonat seit 1956 von Bayer - zwei Jahre später von General Electric – und wird bevorzugt im Haushalt und in der Technik eingesetzt.


Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften

Polycarbonat weist folgende Eigenschaften auf:

  • hohe Steifigkeit, Festigkeit, Härte und Zähigkeit
  • Temperaturbeständigkeit von -150 bis +135 °C
  • glasklare Transparenz (je nach Dicke der Teile 80-90% Lichtdurchlässigkeit)
  • gute elektrische Isoliereigenschaft
  • geringe Wasseraufnahme
  • hohe Maßhaltigkeit
  • geringe Schwindung
  • Die Witterungsbeständigkeit ist ausgezeichnet
  • PC ist kerbeempfindlich
  • PC brennt, verlöscht aber wieder nach Entfernen der Zündquelle
  • PC ist beständig gegen Benzin, Fette, Öle aliphatische gesättigte Kohlenwasserstoffe; es ist kurzfristig kochfest und bei 120 °C sterilisierbar
  • PC ist unbeständig gegen starke Säuren und Laugen, aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe und langzeitige Einwirkung von Wasser.
  • PC ist anfällig gegen Spannungsrissbildung. Der Abbau der Eigenspannung wird durch Tempern bis 120 °C erreicht.


Möglichkeiten zur Verbesserung der Eigenschaften:

  • Zur Verbesserung der Steifigkeit von PC werden glasfaserverstärkte Typen mit einem Glasfaseranteil bis 40% angeboten. Neben der verbesserten Steifigkeit, Zugfestigkeit und Wärmeformbeständigkeit erhöht sich auch die Druckfestigkeit und Maßhaltigkeit; Wärmeausdehnung und Brennbarkeit werden reduziert.
  • Durch UV-Licht, das absorbiert wird, tritt im laufe der Zeit eine Vergilbung und Verminderung der Schlagzähigkeit auf. Daher sollte PC im Außeneinsatz mit UV-Stabilisatoren ausgerüstet sein.


PC-Eigenschaften (Standardtyp) in Zahlen:

  • Dichte - 1,20 g/cm³
  • Spannung an der Streckgrenze - > 60 MPa
  • Dehnung an der Streckgrenze - > 80 %
  • Kerbschlagzähigkeit - > 20 kJ/m²
  • Kugeldruckhärte - 95 MPa
  • E-Modul (aus Zugversuch) - 2200 MPa
  • Lineare Wärmedehnzahl - 60 bis 70*10-6 1/K
  • Vicat-Erweichungstemperatur - 138 °C
  • Wasseraufnahme - < 0,2 %


Verarbeitung

Formmassen:

  • Spritzgießen bei 270-310 °C
  • Extrudieren bei 240-280 °C
  • Hohlkörperblasen bei 240-280 °C


Formstoffe (Halbzeug und Formteile):

  • Spanende Verarbeitung: sollte Kühlung erforderlich sein, nur Luft oder klares Wasser verwenden (keine Ölemulsion)
  • Schweißen: am besten durch Heizelementschweißen, aber auch alle anderen Schweißverfahren sind möglich
  • Kleben: mit Lösungsmittel, Lösungsmittelklebstoffen und Reaktionsklebstoffen
  • Warmformen: bei 110 °C mehrere Stunden vorwärmen und Streckziehen mittels Druckluft oder Vakuum bei 180-210°C.


Anwendungen

PC wird wegen seines, im Vergleich zu anderen Kunststoffen, höheren Preises fast nur dort eingesetzt, wo diese zu weich, zu zerbrechlich, zu kratzempfindlich, zu wenig formstabil, oder nicht klar genug sind. In den letzten Jahren ist der PC-Verbrauch hinsichtlich der Herstellung von optischen Speichermedien und durch den Einsatz im Kfz-Wesen enorm gestiegen.


  • Lichttechnik und Bauwesen
    Lichtbänder, -dächer und -kuppeln, Leuchtenabdeckungen, Balkon- und Brückenbrüstungen, Türfüllungen, Sichtscheiben für Telefonzellen und Bushaltestellen, Gartenhausabdeckungen (Doppelstegplatten), Isolierpanzerglas, Brillengläser
  • Maschinen- und Gerätebau
    Gehäuseteile, Nockenscheiben, Schreib- und Nähmaschinenteile, Rechner- und Rasierapparatgehäuse, Abdeckhauben
  • Elektrotechniken
    Spulenkörper, Schaltkastengehäuse und -abdeckungen, Leuchtstoffröhrensockel, Schutzschalter, Starkstromstecker und -kupplungen
  • Foto- und Phonobereich
    Radio- und Fernsehgehäuse, Ferngläser, Telefone, Teile für Film-, Foto-, Radio-, und Fernsehgeräte
  • Fahrzeugbau
    Blinker, Rückleuchten, Heizungsgitter, Belüftungs- und Kühlergrills
  • Haushaltsartikel
    Geschirr, Küchengeräte und -maschinen, Staubsaugergehäuse, Flaschen und Kanister


Projekte

Objekte und Möbel:

iMac
  • iMac
    Beschreibung: Desktop-PC
    Auftraggeber: Apple Computer
    Design: Apple Industrial Design Team,
    unter der Leitung von Jonathan Ive
    Herstellung: Spritzgegossen
    Markteinführung: 1998
La Marie
  • La Marie
    Beschreibung: Stuhl
    Auftraggeber: Kartell
    Design: Philippe Starck
    Herstellung: Spritzgegossen
    Markteinführung: 1999
Upper
  • Upper
    Beschreibung: Trittleiter
    Auftraggeber: Kartell
    Design: Alberto Meda und Paulo Rizzatto
    Herstellung: Spritzgegossen
    Markteinführung: 2000


Fahrzeuge:

smart
  • smart
    Beschreibung: Auto
    Auftraggeber: DaimlerChrysler
    Design: MCC smart
    Herstellung: Spritzgegossen
    Markteinführung: 1998


Bauwerke:

Credon Centre
  • Credon Centre
    Beschreibung: Eingangsbau
    Bauherr: Shane Billingham, London Borough of Newham
    Architekten: Walker Bushe Architects, London, England
  • Bergbahn Arosa
    Beschreibung: Sesselbahnstation
    Bauherr: Arosa Bergbahnen AG, Arosa, Schweiz
    Architekten: Bearth & Deplazes Architekten AG, Chur, Schweiz
  • Cité Manifeste
    Beschreibung: Sozialwohnprojekt
    Bauherr: Somco
    Architekten: Lacaton & Vassal, Paris, Frankreich


Studentenprojekte:

  • Aurora
    Beschreibung: Sportanlage
    Betreuer: Arch DI MArch AA Robert Neumayr
    Studenten: Eva Empl und Markus Jochum

Hersteller (Marken)

  • Bayer (Makrolon)
  • Dow (Calibre)
  • DSM (Xanter)
  • GE (Lexan)


Videovorträge


Weblinks

Hersteller:


Projekte:


Quellenverzeichnis

  • LEFTERI,C.: Kunststoff: Material - Herstellung - Produkte. Ludwigsburg: av-Edition, 2002 ISBN 3899860675
  • SCHWARZ,O./ EBELING,F.-W.: Kunststoffkunde. Würzburg: Vogel Buchverlag, 8., überarbeitete Auflage, 2005 ISBN 3834331058
  • Detail - Zeitschrift für Architektur+Baudetail, Transluzente Materialien. München: Institut für internationale Architektur-Dokumentation, 47. Serie, 2007
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