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Was ist eine Bohrschraube?

Eine Bohrschraube ist eine Schraube in Form eines Bohrers, die ohne Vorbohren oder Gewindeschneiden eingeschraubt werden kann.

Normalerweise ist auf der Aufnahmeseite der Schraube ein Einschnitt (vorgebohrtes Loch) erforderlich, der mit der Gewindenut übereinstimmt, um die Schraube festziehen zu können. Der Vorgang des Vorbohrens wird als Gewindeschneiden bezeichnet.

Bei Bohrschrauben ist das Gewindeschneiden nicht erforderlich, und das Anziehen der Schraube kann auch ohne Gewindeloch erfolgen. Die Bohrschraube selbst schiebt sich beim Bohren durch das Loch, und das Gegenstück kann gesichert werden.

Anwendungen von Bohrschrauben

Bohrschrauben werden häufig zur Befestigung von Stahlrahmenelementen auf Baustellen verwendet.

Wenn Bretter zwischen zwei Blechen eingesetzt werden, ist die richtige Verwendung, wenn die Schulter des Bohrprofils das untere Blech durchdringt und das Schraubprofil nicht auf dem oberen Blech aufliegt.

Liegt die Schraube beispielsweise auf dem oberen Blech auf, während der Bohrerteil in das untere Blech eindringt, hebt sich das obere Blech beim Anziehen der Schraube und es entsteht ein Spalt, oder der Bohrerteil bricht ab, was zu einer schlechten Befestigung führt.

Funktionsweise der Bohrschrauben

Es gibt viele verschiedene Arten von Bohrschrauben, die je nach Anwendung eingesetzt werden können. Typische Arten von Bohrschrauben und ihre Prinzipien sind folgende:

1. Kopfform: Pan

Dies ist die häufigste Kopfform für Bohrschrauben. Der Kopf hat einen Flachboden und ist gut kaltverformbar. 

2. Kopfform: Hexagonal (Sechskant)

Diese hat eine hohe Drehmomentübertragung und geringe Neigung zum Herausdrehen. Sie ist geeignet für Schrauben mit großem Durchmesser. 

3. Kopfform: Flach

Dies ist eine flache Kopfform, die für ein gutes Aussehen verwendet wird, da sie nach der Befestigung nicht hängen bleibt. 

4. Kopfform: Flexibel

Hier werden Rippen auf der Sitzfläche gebildet. Sie ist leicht in harte Bretter zu versenken.

5. Kopfform: Traverse

Der Kopfdurchmesser ist groß und hält das Befestigungselement fest an seinem Platz. 

6. Gewindeform: Gewindeschneiden

Dies ist das häufigste Gewindeprofil für Bohrschrauben. Es wird häufig für die Befestigung von leichten Stahlrahmen verwendet. 

7. Schraubenprofil: Maschinell

Dies gewährleistet die erforderliche Haltekraft, auch wenn das Grundmaterial dünn ist und sich nicht leicht löst. Der Außendurchmesser der Schraube kann reduziert werden und das Anzugsdrehmoment der Schraube kann aufgrund der leichten Beibehaltung der Haltekraft verringert werden.

Arten von Bohrschrauben

Die Form des Bohrteils der Bohrschraube muss entsprechend der Plattendicke gewählt werden.

1. Für dünne Bleche

Diese hat eine hohe Haltekraft bei der Befestigung dünner Stahlplatten von 1-1,2 mm und eine große Gewindezugabe.

2. Für Standardplattenstärken

Diese wird häufig für Bleche mit einer Dicke von 2,3-4,5 mm verwendet. Die Steigung ist die gleiche wie bei dünnen Blechen, und das Gewinde und die Haltekraft sind gut ausgeglichen.

3. Für mittlere und dicke Bleche

Diese ist geeignet für Blechstärken von 4,0 – 6,5 mm. Ein Teil des Gewindes ist bearbeitet, um das Einschraubmoment zu reduzieren.

4. Für dicke Platten

Diese ist geeignet für Plattenstärken von 6-13 mm. Ein Teil des Gewindes ist eingekerbt, um eine Schneidkante zu bilden.

Auswahl von Bohrschrauben

Für Bohrschrauben werden hauptsächlich rostfreier Stahl und Kohlenstoffstahl verwendet.

1. Nichtrostender Stahl

Martensitische und austenitische nichtrostende Stähle werden für Bohrschrauben verwendet. Rostfreier Stahl ist sehr korrosionsbeständig. Martensitische Stähle können gehärtet werden, wenn zusätzliche Festigkeit erforderlich ist, während austenitische Stähle geeignet sind, wenn eine höhere Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist. Martensitische Stähle werden häufig für harte Materialien wie Stahlbleche verwendet, während austenitische Stähle für weiche Materialien wie Aluminium eingesetzt werden.

2. Kohlenstoffstahl

Es werden Materialien verwendet, die im Kaltstauchverfahren hergestellt werden. Er wird aus hochwertigem aluminiumberuhigtem Stahl hergestellt, wobei höhere Mangananteile die Schlagzähigkeit, Verschleißfestigkeit und Zugfestigkeit verbessern können.

Konstruktion von Bohrschrauben

Für den Einbau in Holz und Hartfaserplatten sind auch Bohrschrauben mit Reibahlen und Zapfen erhältlich.

1. Mit Reibahle

Die Reibahle ist eine Klinge, die den Durchmesser des vom Bohrer gebohrten Lochs vergrößert. Am Ende des Bohrers befinden sich zwei geflügelte Klingen, die beim Durchbohren weicher Materialien wie Holz als Reibahle dienen. Wenn sie auf ein hartes Material trifft, sprengt sie auf und erfüllt ihre Aufgabe.

2. Mit Pilot

Das Pilotteil ist der glatte Teil, der sich vom Bohrteil bis zum Ende der Schraube einschließlich der Bohrerschneide erstreckt. Der Abstand zwischen dem Gewinde und dem Bohrloch ermöglicht es, auch dickere Bauteile zu befestigen.

Was ist ein Nickel-Cadmium-Akkumulator?

Nickel-Cadmium-Akkumulatoren sind wiederaufladbare Batterien, bei denen Cadmiumhydroxid für die Anode und Nickelhydroxid für die Kathode verwendet werden.

Seit mehr als einem Jahrhundert werden diese Batterien in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, wobei ihre Vorteile wie die Fähigkeit, große Ströme zu entladen und einer wiederholten Verwendung standzuhalten, genutzt werden.

In den letzten Jahren hat sich die Verwendung von Nickel-Metallhydrid- und Lithium-Ionen-Batterien, die kein Cadmium enthalten und eine hervorragende Batterieleistung aufweisen, aufgrund der Verwendung des für den menschlichen Körper schädlichen Cadmiums und des Memory-Effekts von Batterien durchgesetzt und die Verwendung von Nickel-Cadmium-Akkumulatoren ist rückläufig.

Anwendungen von Nickel-Cadmium-Akkumulatoren

Nickel-Cadmium-Akkumulatoren wurden für den Antrieb von Motoren für wiederaufladbare Werkzeuge und Staubsauger sowie als Notstromquellen verwendet, wobei ihre Widerstandsfähigkeit gegen Überladung und Entladung sowie ihre Fähigkeit, große Ströme zu entladen, genutzt wurden.

Es gibt zwei Arten von Nickel-Cadmium-Akkumulatoren: der gesinterte Typ, der eine hohe Entladungsleistung für den Antrieb von Motoren hat und der geschäumte Typ, der eine relativ hohe Kapazität hat, galten als geeignet für den Einsatz als Stromquelle, werden aber heute nur noch in begrenztem Umfang eingesetzt, insbesondere bei letzterem, da sie Nickel-Metallhydrid- und Lithium-Ionen-Batterien unterlegen sind.

In der Vergangenheit wurden sie auch als wiederaufladbare Trockenzellen verwendet, aber da sie einen ausgeprägten Memory-Effekt haben und sich nicht zum Wiederaufladen eignen, sind Nickel-Metallhydrid-Batterien heute die Hauptstütze der wiederaufladbaren Batterien.

Funktionsweise von Nickel-Cadmium-Akkumulatoren

Ein Nickel-Cadmium-Akkumulator besteht aus Elektroden und einer Kaliumhydroxidlösung als Separator (Elektrolyt) und hat eine elektromotorische Nennspannung von 1,2 V.

Beim Entladen eines Nickel-Cadmium-Akkumulators bildet sich durch die Reaktion von Wasser mit Cadmiummetall an der Anode in Gegenwart von Hydroxidionen Cadmiumhydroxid, wobei Wasserstoffionen und Elektronen freigesetzt werden. Auf der anderen Seite der positiven Elektrode nimmt Nickeloxid in Gegenwart von Wasser Wasserstoffionen und Elektronen auf und bildet Nickelhydroxid.

Bei der Aufladung findet die umgekehrte Reaktion wie bei der Entladung statt: An der Anode nimmt Cadmiumhydroxid Elektronen auf und wird zu Cadmium reduziert, während auf der Kathodenseite Cadmiumhydroxid in Anwesenheit von Hydroxidionen zu Nickeloxidhydroxid wird, wobei Wasser und Elektronen freigesetzt werden.

Der Elektrolyt und die Elektroden haben aufgrund ihrer Eigenschaften einen geringen Innenwiderstand, so dass sie sich für die Entladung mit hohen Strömen eignen und selbst bei einer Überentladung kann die Leistung durch wiederholtes Laden und Entladen wiederhergestellt werden. Sie sind auch in der Lage, eine Spannung aufrechtzuerhalten, die dem Einsatz in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen von -20 bis -40 °C standhält.

Aufbau von Nickel-Cadmium-Akkumulatoren

Nickel-Cadmium-Akkumulatoren gibt es in zylindrischer und quadratischer Form, wobei der zylindrische Typ ausführlicher erläutert wird.

Der zylindrische Typ besteht aus einer Nickelverbindung als positiver Elektrode, einem Separator aus Kaliumhydroxid und Nicht-Fasern und einer Platte aus einer Cadmiumverbindung als negativer Elektrode, die gestapelt und spiralförmig gewickelt ist und in einen äußeren Behälter eingesetzt wird. Die negative und die positive Elektrode berühren den negativen bzw. den positiven Anschluss (oder über stromabnehmende Leitungen), um Strom nach außen abzugeben. Beim quadratischen Typ besteht die Struktur aus mehreren positiven und negativen Elektrodenplatten, die sich über Separatoren gegenüberstehen.

Die heutigen Nickel-Cadmium-Akkumulatoren haben eine Struktur, die als verschlossener Typ bekannt ist. Bei der Erfindung der Nickel-Cadmium-Akkumulatoren handelte es sich um offene Akkumulatoren. Bei den verschlossenen Akkumulatoren entfällt der Wasserverbrauch und die damit verbundene Nachfüllflüssigkeit, die bei einer Überladung durch die Zersetzung des Elektrolyten entsteht. Darüber hinaus sind Nickel-Cadmium-Akkumulatoren so konstruiert, dass die Kapazität der negativen Elektrode größer ist als die der positiven Elektrode. Das bedeutet, dass, selbst wenn die Kathode vollständig geladen ist, ein entladener Teil in der Anode verbleibt, der Sauerstoff absorbiert und so die Bildung von Wasserstoff in der Anode verhindert. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Batterie aufgrund des erhöhten Innendrucks und des Elektrolytverbrauchs platzt. Darüber hinaus sind Nickel-Cadmium-Akkumulatoren mit einem Ventil ausgestattet, das bei einem Anstieg des Innendrucks das Gas ablässt.

Was ist eine Diode mit schneller Erholung?

Eine Diode mit schneller Erholung (FRD) ist eine PN-Übergangsdiode, die einen schnellen Betrieb ermöglicht.

Sie werden auch als Fast-Recovery-Diode bezeichnet und manchmal als FRD abgekürzt. Ihr Aufbau und ihre Funktion entsprechen denen gewöhnlicher Gleichrichterdioden, doch während Gleichrichterdioden für die Gleichrichtung bei niedrigen Frequenzen unter 500 Hz geeignet sind, eignen sich Dioden mit schneller Erholung für die Gleichrichtung bei hohen Frequenzen zwischen einigen kHz und 100 kHz.

Dioden mit schneller Erholung verfügen über Maßnahmen zur Verringerung der Umkehrerholungszeit trr vom Ein-Zustand in den vollständigen Aus-Zustand, und die trr von Gleichrichterdioden beträgt etwa 5-10 us, während die trr von Dioden mit schneller Erholung etwa 50-100 ns beträgt.

Anwendungen von Dioden mit schneller Erholung

Dioden mit schneller Erholung können in Schaltnetzteilen verwendet werden, indem sie in Leistungsfaktorkorrekturschaltungen (PFC) integriert werden, die hochfrequente Ströme unterdrücken.

Leistungsfaktorkorrekturschaltungen, abgekürzt PFC-Schaltungen, bestehen aus einer Diode, einer Drossel und einem MOSFET; im Dauerbetrieb von PFC-Schaltungen wird der MOSFET eingeschaltet, bevor der Drosselstrom 0 A erreicht, wodurch er gezwungen wird, sich auszuschalten, während in der Diode Strom fließt. Schaltgeräusche werden erzeugt. Dioden mit schneller Erholung sind verfügbar, um dieses Rauschen zu verhindern.

Dioden mit schneller Erholung werden auch in AC/DC-Wandlern und Inverterschaltungen verwendet.

Aufbau von Dioden mit schneller Erholung (First Recovery Diodes)

Dioden mit schneller Erholung sind PN-Übergangsdioden: Der Elektrodenanschluss der P-Schicht wird als Anode und der Elektrodenanschluss der N-Schicht als Kathode bezeichnet, und nur der Vorwärtsstrom, der von der Anode zur Kathode fließt, kann passieren, während der Rückwärtsstrom kaum durchfließen kann. Mit dieser Eigenschaft können Dioden mit schneller Erholung Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln.

Aufbau und Funktion sind die gleichen wie bei gewöhnlichen Gleichrichterdioden, aber Dioden mit schneller Erholung verfügen über Maßnahmen zur Verringerung des trr.

Wird in der Nähe des PN-Übergangs durch Elektronenstrahlbestrahlung oder Edelmetalldiffusion eine Ladungsträgerfalle erzeugt, werden Löcher, die in die N-Schicht eintreten, auf ihrem Weg zur Anodenseite in der Ladungsträgerfalle gefangen und verschwinden, wodurch die Laufzeit der Löcher verkürzt und die trr verringert wird.

Funktionsweise der Dioden mit schneller Erholung

Wenn eine Diode in einem stromdurchflossenen Zustand plötzlich in Sperrichtung vorgespannt wird, bewegen sich die Löcher in der P-Schicht zur Anodenseite und die Elektronen in der N-Schicht zur Kathodenseite, wodurch ein Erholungsstrom in entgegengesetzter Richtung zum Vorwärtsstrom fließt. Die Zeit, bis sich die Löcher und Elektronen vollständig bewegt haben und sich in der Nähe des PN-Übergangs eine Verarmungsschicht gebildet hat und der Erholungsstrom nicht mehr fließt, ist trr.

Wenn der Durchlassstrom hoch ist, passieren die Löcher und Elektronen die Oberfläche des PN-Übergangs und gelangen in den gegenüberliegenden Bereich. Wenn hier eine plötzliche Sperrvorspannung angelegt wird, dauert es eine gewisse Zeit, bis die in die N-Schicht eintretenden Löcher zur Anode zurückkehren, und diese Zeit kann trr bestimmen.

Bei Dioden mit schneller Erholung konvergiert der Erholungsstrom abrupt, wenn eine Sperrvorspannung angelegt wird, und das Klingeln (die Fluktuation) kann Rauschen verursachen. Daher ist es wichtig, dass Dioden mit schneller Erholung nicht nur eine geringe Rückwärtserholzeit haben, sondern auch die Eigenschaft einer allmählichen Erholung des Erholungsstroms aufweisen.

Auswahl einer Diode mit schneller Erholung

Gleichrichterdioden lassen sich in vier Haupttypen unterteilen: Dioden mit schneller Erholung, Allzweckdioden, Schaltdioden und Schottky-Barriere-Dioden.

1. Dioden mit schneller Erholung

Dioden mit schneller Erholung mit verbessertem trr und hohen Spannungsfestigkeiten wie 800 V sind möglich. Die Standard-Spezifikation für hohe Spannungen und hohe Ströme liegt jedoch bei etwa 2 V. In den letzten Jahren gibt es viele Typen mit einer niedrigeren Durchlassspannung (VF).

2. Allzwecktyp

Hierbei handelt es sich um eine Diodenbrücke mit einer Kombination von Dioden zur Gleichrichtung. Sie werden zum Schutz gegen Überströme eingesetzt, wenn Batterien oder Netzteile verkehrt herum angeschlossen werden. Die VF ist je nach Stromstärke unterschiedlich. Standard ist 1 V, was der allgemeinen VF von Dioden aus Silizium-PN-Übergängen entspricht. trr geht von der Gleichrichtung handelsüblicher Stromversorgungen wie 50 Hz/60 Hz aus.

3. Schaltdioden

Hauptsächlich für Schaltnetzteile verwendet, ist die VF die gleiche wie beim Allzwecktyp. trr ist schneller als beim Allzwecktyp, aber nicht so schnell wie bei Dioden mit schneller Erholung oder Schottky-Barriere-Dioden.

4. Schottky-Barriere-Dioden

Verwendet eine Barriere, die an der Grenzfläche zwischen Halbleiter und Metall entsteht. Sie haben schnelle Schalteigenschaften und eine niedrige VF: Die VF liegt selbst bei hohen Strömen wie 10 A bei etwa 0,8 V und bei mehreren A bei etwa 0,5 V. Ein großer Leckstrom in umgekehrter Richtung kann zu thermischem Durchgehen führen.

Was ist Fluorkautschuk?

Fluorkautschuk ist ein Kautschuk mit ausgezeichneter Hitze-, Öl-, Flammen-, Wetter- und Chemikalienbeständigkeit.

Diese Eigenschaften sind im Vergleich zu anderen synthetischen Kautschuken hervorragend. Die wichtigste Abkürzung für Fluorkautschuk ist FKM, was für Fluor (Fluor), Kautschuk und M-Gruppe (Kautschukklassifizierung M für Kautschuk mit einer gesättigten Hauptkette vom Typ Polymethylen) steht.

Fluorkautschuke sind teure Kautschuke, u. a. weil sie extrem schwierig zu polymerisieren sind, aber sie werden wegen ihrer hohen Beständigkeit in verschiedenen Bereichen häufig in rauen Umgebungen eingesetzt.

Anwendungen von Fluorkautschuk

Fluorkautschuk hat hervorragende Eigenschaften in speziellen Umgebungen. Die folgenden Anwendungen können seine Eigenschaften nutzen:

1. Automobilsektor

Im Automobilsektor werden Fluorkautschuke aufgrund ihrer Fähigkeit, die Verdunstungseigenschaften von Benzin zu bewältigen, als Kraftstoffschläuche verwendet. Aufgrund ihrer Hitze- und Ölbeständigkeit werden sie auch als Öldichtungen und Dichtungen für die Abdichtung von Geräten im Inneren von Fahrzeugen verwendet.

2. Halbleiterfertigungsanlagen

Fluorkautschuke werden wegen ihrer Beständigkeit gegen verschiedene Chemikalien verwendet.

3. Luft- und Raumfahrt

Fluorkautschuk wird wegen der Verwendung hochkorrosiver Brennstoffe und der Notwendigkeit von Öl-, Hitze- und Wetterbeständigkeit verwendet.

4. Lebensmittel- und Medizinbereich

Die hohe Säurebeständigkeit wird für Endoskopkomponenten usw. verwendet.

Merkmale von Fluorkautschuk

Fluorkautschuke zeichnen sich, wie bereits erwähnt, durch ihre hervorragende Hitze-, Öl-, Flammen-, Wetter- und Chemikalienbeständigkeit aus. Fluoratome können sich leicht mit jedem Element verbinden, aber insbesondere die C-F-Bindung mit Kohlenstoffatomen hat eine hohe Bindungsenergie und ist elektrisch stabil, was auch die Ursache für die hohe Haltbarkeit von Fluorkautschuk ist.

Andererseits sind die Elastizität und die Verarbeitbarkeit des Kautschuks geringer als bei anderen synthetischen Kautschuken.

Arten von Fluorkautschuk

Es gibt mehrere Arten von Fluorkautschuk. Die drei Haupttypen sind Vinylidenfluorid-Kautschuk (FKM), Tetrafluorethylen-Propylen-Kautschuk (FEPM) und Tetrafluorethylen-Perfluormethylvinylether-Kautschuk (FFKM).

Von diesen ist der Fluorkautschuk auf Vinylidenfluoridbasis (FKM) am weitesten verbreitet, da er ein gutes Gleichgewicht zwischen den verschiedenen oben genannten Eigenschaften, der Verarbeitbarkeit und dem Preis bietet. Wenn wir also allgemein von Fluorkautschuken sprechen, meinen wir damit Vinylidenfluorid-Kautschuk (FKM).

Vinylidenfluorid-Kautschuk (FKM) kann in die folgenden drei Typen unterteilt werden:

1. Binäre Fluorkautschuke

Binäre Fluorkautschuke sind Copolymere aus Vinylidenfluorid (VDF) und Propylenhexafluorid (HFP). Binäre Fluorkautschuke machen etwa 80 % aller auf dem Markt befindlichen Fluorkautschuke aus.

HFP hat einen höheren Anteil an Fluor im Molekül, d. h. je größer der HFP-Anteil im Polymer ist, desto größer ist auch der Fluoranteil im Polymer.

Mit steigendem Fluoranteil nimmt die Wärme- und Ölbeständigkeit zu, während die Kältebeständigkeit abnimmt. Die meisten der derzeit im Handel befindlichen binären Fluorkautschuke sind auf einen Fluorgehalt von 66 % ausgelegt, der als ein gutes Gleichgewicht der physikalischen Eigenschaften gilt.

2. Ternäre Fluorkautschuke

Hierbei handelt es sich um ein Copolymer, bei dem zusätzlich zu den beiden oben genannten Monomeren auch Tetrafluorethylen (TFE) copolymerisiert wird. Es ist den binären Fluorkautschuken in den meisten Eigenschaften wie mechanische Festigkeit, chemische Eigenschaften und chemische Beständigkeit überlegen, ist aber teurer.

3. Tieftemperatur-Fluorkautschuk

Auch als kältebeständiges Fluorelastomer bekannt, wird Perfluormethylvinylether (PMVE) als Rohstoff anstelle von HFP in ternären Fluorelastomeren verwendet. Es hat eine hohe Kältebeständigkeit und hervorragende Dichtungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen und wird daher in verschiedenen Dichtungsmaterialien für Automobile verwendet.

Was ist eine biegsame Welle?

Eine biegsame Welle ist eine flexible Welle, die eine Drehbewegung zwischen zwei entfernten Punkten überträgt, wenn die Drehwellen nicht konzentrisch sind (die Längsmittelpunkte der Wellen sind nicht identisch).

Biegsame Wellen übertragen Rotation und Drehmoment von der Seite der Antriebswelle auf die Seite der angetriebenen Welle, wobei eine entsprechende Biegung zwischen den rotierenden Wellenenden beibehalten wird.

Das bedeutet, dass die rotierenden Wellen der Geräte nicht konzentrisch zueinander sein müssen, was einen gewissen Freiheitsgrad bei der Anordnung ermöglicht. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer genauen Zentrierung zwischen den rotierenden Wellen der Geräte (Zentrierarbeit zwischen den Wellen) und verbessert die Bearbeitbarkeit.

Anwendungen von biegsamen Wellen

Biegsame Wellen können für die Kraftübertragung und die Fernsteuerung verwendet werden.

• Für die Kraftübertragung
  Wird verwendet, wenn die Position der angetriebenen Welle bei der Kraftübertragung von einem Elektromotor usw. nicht konzentrisch ist.
• Für die Fernsteuerung
  Sie werden für die manuelle Betätigung von rotierenden Geräten und für die Fernbetätigung von Ventilen zum Öffnen und Schließen verwendet.

Bekannte Anwendungsbeispiele sind biegsame Bits und biegsame Schraubendreher zum Verlängern von elektrischen Bohrmaschinen und Schraubendrehern, Griffe zum ferngesteuerten Öffnen und Schließen von Fenstern an hoch gelegenen Stellen und Tachometer in Autos.

Aufbau einer biegsamen Welle

Eine typische biegsame Welle besteht aus drei Teilen. Dem inneren Kern (Innenwelle), dem äußeren flexiblen Rohr (Außenrohr oder Gehäuse) und einem Anschlussstück am Wellenende.

1. Kern

Die Seele besteht aus einem einzigen Kerndraht in der Mitte, um den mehrere Stahldrähte in mehreren Lagen mit wechselnder Wickelrichtung gewickelt sind. 

Die Eigenschaften hängen von der Anzahl der Drähte pro Lage, dem Drahtdurchmesser, der Anzahl der Drahtlagen, dem Abstand zwischen den Drähten und dem Material ab.

2. Flexible Rohre

Flachstahldrähte und harte Stahldrähte werden kombiniert und zusammen gewickelt. Die Außenfläche des gewickelten Flachstahldrahtes ist manchmal mit einem Harz wie synthetischem Kautschuk, Polyethylen oder Vinylchlorid überzogen.

Der Spalt zwischen dem Kern und dem flexiblen Rohr ist mit Fett oder einem anderen Schmiermittel gefüllt, und die Innenfläche des flexiblen Rohrs dient als Lager für den Kern, um eine reibungslose Drehung zu gewährleisten. 

3. Wellenende

Dieses Anschlussstück verbindet die Antriebs- und die Abtriebsseite. Es wird durch Verpressen (Verstemmen), Schweißen oder Hartlöten mit dem Kern verbunden.

Funktionsweise von biegsamen Wellen

1. Kern

Der Kern ist das Rückgrat der biegsamen Welle, das ihren gebogenen Zustand aufrechterhält und die Drehung überträgt. Die Wicklung der äußersten Schicht des Kerns bestimmt die Drehrichtung der biegsamen Welle selbst. Ist die äußerste Lage links gewickelt, so ist sie für Rechtsdrehung (im Uhrzeigersinn); ist die äußerste Lage rechts gewickelt, so ist sie für Linksdrehung (gegen den Uhrzeigersinn). 

2. Flexibles Rohr

Das flexible Rohr schützt den Kern vor Staub und Feuchtigkeit. Es stützt den rotierenden Kern von außen, wenn er verdreht wird, und hält ihn flexibel. 

3. Wellenende

Dieses Bauteil dient zur Verbindung der biegsamen Welle mit der rotierenden Welle. Es muss entsprechend der Verbindungsmethode und der Form der zu verbindenden Seite ausgewählt werden.

Arten von biegsamen Wellen

Zu den biegsamen Wellen gehören Standard-, Hochdrehmoment-, Links-Rechts-, gehärtete, starke und flexible Typen.

1. Standardtyp

Stahldraht ist zu einem Rohr gewickelt und seine Außenfläche ist mit Vinyl oder Gummi überzogen. Äußerst haltbar und widerstandsfähig gegen Drehmomentübertragung. 

2. Typ mit hohem Drehmoment

Der flache Stahldraht ist zu einem Rohr gewickelt und die äußere Schicht ist mit geflochtenem Stahldraht verstärkt und die äußerste Schicht ist mit Vinyl oder Gummi überzogen. Kann hohen Drehmomenten standhalten. 

3. Links-rechts doppelt verwendbar

Wird für Schraubendreherverlängerungen verwendet und ist strukturell resistent gegen Rückwärtsdrehung.

4. Abschreckungstyp

Hergestellt durch Erhitzen in einem kontinuierlichen Abschreckungsofen und Durchlaufen von Abschreckungsöl. Sie haben eine ausgezeichnete Geradheit und eignen sich für Fernsteuerungsanwendungen.

5. Hochfester Typ

Widerstandsfähig gegen Stöße und geeignet für das Schleifen unter schweren Bedingungen.

6. Flexibler Typ

Flexibel und leicht zu biegen.

Was ist ein Hebezeug?

Ein Hebezeug ist eine Maschine, die zum Transport schwerer Lasten verwendet wird.

Er ist an einem H- oder I-Träger in einer Fabrik oder einem Lagerhaus befestigt und bewegt sich horizontal, um Lasten anzuheben oder abzusenken. Er wird von zwei separaten Motoren angetrieben, von denen einer für die horizontale Bewegung und der andere für die vertikale Bewegung zuständig ist. Die Lasten können mit Hilfe von Hebe- und Senkseilen angehoben und abgesenkt werden. Die Tragfähigkeit wird durch den Typ des Hebezeugs bestimmt und schwerere Lasten können nicht angehoben werden.

Die Grundfunktion des Hebezeugs ist das Heben und Senken von Lasten, aber wenn es an einem Träger befestigt ist, kann es auch horizontal bewegt werden und wenn der Träger zusätzlich mit einem Bewegungsmechanismus ausgestattet ist, kann er vertikal bewegt werden.

Anwendungen von Hebezeugen

Hebezeuge werden hauptsächlich zum Heben und Entladen schwerer Lasten verwendet. Es ist schwierig, schwere Gegenstände mit einem Gewicht von mehr als 100 kg allein mit menschlicher Kraft zu bewegen, aber Hebezeuge können zum Anheben der Last verwendet werden, die dann auf einen anderen Wagen umgeladen oder gleich mitgenommen werden kann, was sie zu unverzichtbaren Maschinen in Fabriken und Lagern macht.

Neben den Hebezeugen gibt es auch Kettenzüge für das manuelle Heben und Entladen. Wenn ein Kettenzug mit einem Fahrwerk kombiniert wird, ist eine horizontale Bewegung in eine Richtung möglich. Ein Hebezeug ist wie eine elektrische Version eines Kettenzugs.

Merkmale von Hebezeugen

Materialtransportgeräte, zu denen auch Hebezeuge gehören, werden für den effizienten Transport von Lasten eingesetzt. Neben den Hebezeugen, die nur Lasten heben und senken können, gibt es auch Hebekräne, die an Sätteln hängen und sich horizontal bewegen können.

Der Hebezeug-Mechanismus hebt und senkt die Last, während der Kranmechanismus die horizontale Bewegung ermöglicht. Hebezeuge machen den Transport schwerer Lasten in Lagern und Fabriken einfacher und effizienter. In Kombination mit Handpaletten und Gabelstaplern kann die Logistik noch effizienter gestaltet werden.

Für den Einsatz von Hebezeugen ist eine Qualifikation erforderlich. Die Bedienung des Hebezeugs selbst ist eine einfache Tastenbetätigung, aber es befördert schwere Lasten und kann gefährlich sein. Das Gewicht, das gehoben werden kann, und die Arbeitsweise unterscheiden sich je nach Art der Qualifikation und es ist wichtig, die für die jeweilige Aufgabe geeignete Qualifikation für Hebezeuge zu erwerben, um sichere Hebevorgänge zu gewährleisten.

Arten von Hebezeugen

Es gibt verschiedene Arten von Hebezeugen, darunter elektrische Hebezeuge, Hebelzüge, batteriebetriebene tragbare Hebezeuge und Drucklufthebezeuge.

1. Elektrische Hebezeuge

Ein Motor, an dem Drähte befestigt sind, wird mit Strom betrieben, um Lasten zu heben und zu senken. Dies ist das am häufigsten verwendete Hebezeug in Fabriken und Lagern.

Elektrohebezeuge werden in Fahr- und Hubwerke unterteilt und in Kombination mit Brückenkränen und I-Trägern eingesetzt. Das Heben und Senken wird per Knopfdruck geschaltet und kann über Fernbedienungsschalter automatisch gesteuert werden.

2. Hebelzüge

Bestehend aus einer Kette, einem Griff, einem Haken und einer Rolle wird die Last angehoben oder abgesenkt, indem der Hebel oder Griff mit einem kleinen Kettenzug bewegt wird. Sie sind relativ klein, leicht und preisgünstig. Neben dem Heben von Lasten im Hoch- und Tiefbau werden sie auch als Lastenzugmaschinen im Gütertransport und beim Abschleppen eingesetzt. Die Last wird an einem Haken eingehängt und die Kette wird unter Spannung gesetzt, so dass die Last angehoben und gesichert werden kann.

3. Batteriebetriebene tragbare Hebezeuge

Sie sind batteriebetrieben und können daher während der Fahrt verwendet werden. Viele Hebezeuge sind leicht, klein und einfach zu bedienen. Sie eignen sich für die Handhabung und den Transport von Lasten im Bauwesen und für einfache Kräne auf Baustellen.

4. Drucklufthebezeuge

Als Antrieb wird kein Strom, sondern Druckluft verwendet und es besteht keine Möglichkeit der Entzündung durch Funken. Sie eignen sich für den Transport von explosiven Gasen in chemischen Anlagen.

Auswahl eines Hebezeugs 

Neben Hebezeugen werden auch Kettenzüge, Winden und Kräne für das Be- und Entladen von Material verwendet:

1. Kettenzüge

Kettenzüge sind Geräte zum Heben von Lasten mit Hilfe von Ketten. Sie heben schwere Lasten mit geringem Kraftaufwand mittels Umlenkrollen und dem Prinzip der Hebelwirkung.

Sie können ohne Stromzufuhr verwendet werden, aber elektrisch betriebene Kettenzüge können schwere Lasten problemlos ferngesteuert heben und senken.

2. Winden

Während Hebezeuge vertikale Hebemaschinen sind, können Winden schwere Lasten auch horizontal ziehen.

3. Kräne

Hebezeuge heben und senken nur vertikal, während Kräne horizontal heben und bewegen können.

Was ist Polyolefin?

Polyolefin ist der Sammelbegriff für Polyethylen und Polypropylen, wobei das Ausgangsmonomer ein Olefin ist. Olefine sind Verbindungen mit Doppelbindungen zwischen Kohlenstoffatomen, die auch als Alkene bezeichnet werden.

Die Polyolefine Polyethylen und Polypropylen haben jeweils ihre eigenen spezifischen Eigenschaften, aber die gemeinsamen Merkmale sind (1) geringes Gewicht aufgrund ihrer geringen Dichte, (2) hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit, die das Eindringen von Wasserdampf in die Luft verhindert, und (3) bei ihrer Verbrennung entstehen nur Kohlenstoff- und Wasserstoffatome, da sie nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen. Bei der Verbrennung entstehen nur Kohlendioxid und Wasser.

Arten und Anwendungen von Polyolefinen

Polyolefin ist ein Oberbegriff für Harze, deren Rohstoffverbindungen Olefine sind, und umfassen Polyethylen und Polypropylen als spezifische Harze.

Polyethylen wird in Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMW-PE) unterteilt. LDPE ist transparent und weich und wird für Verpackungsfolien verwendet, während HDPE stark ist und für Plastiktüten verwendet wird. UHMW-PE wird in Separatoren für Lithium-Ionen-Batterien verwendet.

Polypropylen ist ein milchig-weißer Kunststoff, der in einer Vielzahl von Branchen verwendet wird, z. B. für Lebensmittelschalen, Haushaltsgeräteteile und Automobilkomponenten.

Struktur von Polyolefinen

Der Rohstoff für Polyethylen, das zu den Polyolefinen gezählt wird, ist Ethylen, der Rohstoff für Polypropylen ist Propylen. Beide Rohstoffe weisen Doppelbindungen auf. Kohlenwasserstoffe mit solchen Doppelbindungen, d. h. Alkene, wurden früher als Olefine bezeichnet. In Anlehnung daran werden Polyethylen und Polypropylen, die aus Olefinen hergestellt werden, als Polyolefine bezeichnet.

LDPE und HDPE werden auf unterschiedliche Weise hergestellt. Aufgrund der unterschiedlichen Herstellungsverfahren unterscheiden sich die Anzahl der Molekülketten mit Verzweigungen und das Molekulargewicht, was dazu führt, dass LDPE und HDPE unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen. Darüber hinaus variieren die physikalischen Eigenschaften von Polypropylen in Abhängigkeit von der Stereoregelmäßigkeit der Methylgruppen in den Seitenketten, wobei eine höhere Stereoregelmäßigkeit zu einer höheren Härte und Festigkeit führt.

Funktionsweise von Polyolefin

Nachfolgend werden einige gemeinsame Eigenschaften von Polyethylen und Polypropylen, den so genannten Polyolefinen, vorgestellt.

Das erste Merkmal ist ihr geringes Gewicht. Polyolefine haben eine Dichte von weniger als 1 g/cm3, was unter den Harzen wenig ist.

Die zweite Eigenschaft ist ihre ausgezeichnete Feuchtigkeitsbeständigkeit. Polyolefine haben eine geringe Wasserabsorptionsrate und werden daher verwendet, um das Eindringen von Wasserdampf aus der Luft zu verhindern, z. B. in Deckeln.

Eine dritte Eigenschaft ist, dass bei der Verbrennung keine schädlichen Verbindungen entstehen. Da Polyolefine nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen, entstehen bei ihrer Verbrennung nur Wasser und Kohlendioxid. Es ist jedoch zu beachten, dass bei der Verbrennung andere Verbindungen entstehen können, wenn das Polymer teilweise modifiziert ist oder Zusatzstoffe hinzugefügt werden.

Was ist Polycarbonat?

Polycarbonat ist ein amorpher Kunststoff mit der Summenformel C15H16O2 und wird aus Bisphenol A hergestellt. Polycarbonat hat eine hohe Schlagzähigkeit und ist daher rissfest.

Unter den Kunststoffen zeichnet es sich durch eine hohe Schlagzähigkeit aus, sodass es schwer zu brechen ist, eine hohe mechanische Festigkeit, eine hohe Transparenz, keine Toxizität, eine hohe Witterungsbeständigkeit und selbstverlöschende Eigenschaften. Es hat aber den Nachteil einer geringen Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen und Lösungsmitteln und ist leicht zu zerkratzen.

Polycarbonat ist ein thermoplastisches Harz, das bei Wärmeeinwirkung erweicht und mit dem Symbol PC markiert wird; in der Fachwelt ist es auch als Polica bekannt.

Anwendungen von Polycarbonat

Polycarbonat wird aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit und Verarbeitbarkeit in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Nachfolgend finden Sie Beispiele für die Verwendung von Polycarbonat und seine Eigenschaften.

1. Transparenz

Mit einer Transparenz, die mit der von Glas vergleichbar ist, wird Polycarbonat in optischen Anwendungen wie Brillengläsern, Kameralinsen, optischen Fasern, CD- und DVD-Substraten sowie in Fenstern von Kampfflugzeugen verwendet. Polycarbonat ist das einzige farblose, transparente Material unter den technischen Allzweckkunststoffen.

2. Schlagzähigkeit

Aufgrund der höchsten Schlagzähigkeit aller Kunststoffe wird Polycarbonat für kugelsichere Materialien, Windschutzscheiben von Helmen usw. verwendet und ist bei der Verwendung in allgemeinen Umgebungen praktisch unzerbrechlich.

3. Wetterbeständigkeit

Da es gegen ultraviolette Strahlen resistent ist und sich nicht leicht zersetzt, behält es seine hohe Festigkeit über einen langen Zeitraum bei, wenn es im Freien verwendet wird. Es wird für Außenanwendungen wie Bedachungen und Oberflächen von Sonnenkollektoren sowie für Autoscheinwerfer, Dachreling und Türgriffe verwendet.

4. Formbeständigkeit

Aufgrund der geringen Schrumpfung während des Formens und der geringen Feuchtigkeitsaufnahme hat Polycarbonat eine hohe Dimensionsstabilität und wird für Smartphone-Hüllen verwendet.

Funktionsweise von Polycarbonat

Polycarbonat ist einer der fünf wichtigsten technischen Allzweckkunststoffe und zeichnet sich durch seine hohe Schlagzähigkeit (20-mal höher als Polyamid oder Polybutylterephthalat) und Rissbeständigkeit aus. Neben seiner guten mechanischen Festigkeit wird es auch deshalb in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, weil es zwei Benzolringe in seiner Hauptkette enthält, die es selbstverlöschend machen (es breitet sich nicht aus, selbst wenn es in Brand gerät).

Polycarbonat wird nicht allein verwendet, sondern in einigen Fällen in Polymerlegierungen mit anderen Polymeren. Beispielsweise wird PC-ABS durch Mischen von Polycarbonat mit ABS-Harz, das eine gute chemische Beständigkeit aufweist, hergestellt, um die chemische Beständigkeit zu verbessern. Andere Produkte werden mit Polyestern wie PET und PBT gemischt oder mit Füllstoffen versetzt.

Polycarbonat zeichnet sich auch durch eine breite Palette von Produktionsmethoden aus. Es kann mit einer Vielzahl von Methoden geformt werden, darunter Extrusion, Vakuumformung und Blasformung sowie Spritzguss. Seit kurzem wird Polycarbonat auch in 3D-Druckern verwendet, mit denen sich problemlos komplexe Formen herstellen lassen. Es ist jedoch zu beachten, dass die mechanische Festigkeit je nach Herstellungsverfahren schwächer sein kann.

Methoden zur Herstellung von Polycarbonat

Es gibt zwei Verfahren zur Herstellung von Polycarbonat: die Polymerisation nach der Reaktionsformel (Grenzflächenpolymerisation) und die Esteraustauschmethode, wie zu Beginn dieses Abschnitts beschrieben.

1. Grenzflächenpolymerisation

Bei dieser Methode wird Polycarbonat durch Kondensationspolymerisation an der Grenzfläche zwischen der wässrigen und der Ölphase durch Zugabe von Carbonylchlorid zu einer Suspensionslösung von Bisphenol A in wässriger Natriumhydroxidlösung und Methylenchlorid oder Chlorbenzol hergestellt. Im Vergleich zur Esteraustauschmethode sind die Reaktionsbedingungen milder, sodass Polycarbonate mit einem breiten Spektrum an Molekulargewichten hergestellt werden können, vom niedrigen bis zum hohen Molekulargewicht.

Nach der Polymerisation wird das Polycarbonatharz in der Ölphase aufgelöst und durch ein Trennungs- und Neutralisationsreinigungsverfahren, ein Polymerrückgewinnungsverfahren und ein Trocknungsverfahren wird körniges Polycarbonat gewonnen.

2. Esteraustauschverfahren

Bei diesem Verfahren wird Polycarbonat durch Schmelzen und Mischen von Bisphenol A und Diphenylcarbonat in Gegenwart eines Katalysators und Polykondensation unter Rückgewinnung von Phenol bei hoher Temperatur und reduziertem Druck ohne Verwendung von Lösungsmitteln hergestellt. Das zurückgewonnene Phenol wird als Ausgangsstoff für Diphenylcarbonat wiederverwendet.

Das Polycarbonat wird in reinem geschmolzenem Zustand und nicht in Lösung gewonnen und kann zu Produkten pelletiert werden, was diese Methode zu einem einfacheren Syntheseverfahren macht als die Grenzflächenpolymerisation.

Was ist eine Polynosic-Faser?

Polynosic-Fasern sind recycelte Zellulosefasern, ähnlich wie Zellwolle.

Es wird auch als modifiziertes Rayon bezeichnet, da es sich um eine Faser handelt, die aus Rayon weiterentwickelt wurde.

Rayon selbst gilt als das erste Rayon, welches 1884 als Kunstseidengarn aus Zellulosenitrat entwickelt wurde.

Die industrielle Produktion von Rayon begann dann 1905 und ist auch heute noch weit verbreitet.

Polynosic-Fasern sollen um 1962 entwickelt worden sein, um die Funktionalität von Zellwolle zu verbessern.

Anwendungen von Polynosic-Fasern

Die Anwendungen von Polynosic-Fasern sind im Grunde dieselben wie die von Zellwolle, da die Struktur dieselbe ist.

Am häufigsten wird es für Sommerkleidung verwendet, einschließlich Futter für Anzüge und Kostüme, Sommerkleidung, Kleider, Unterwäsche und Stolen.

Wenn es mit Polyester gemischt wird, verbessert sich die Textur ideal für Sommerkleidung.

Polynosic-Fasern haben einen Preisvorteil gegenüber Naturfasern. Dadurch eignen sich Polynosic-Fasern für eine breite Palette von Anwendungen.

Funktionsweise von Polynosic-Fasern

Die Faserstruktur von Polynosic-Fasern ist durch ihren Querschnitt gekennzeichnet. Während Fasern normalerweise einen hohlen Querschnitt aufweisen, haben Polynosic-Fasern einen kreisförmigen, gepackten Querschnitt, der ihnen Eigenschaften verleiht, die denen von Zellwolle überlegen sind.

Polynosic-Fasern haben die Festigkeit und die Knittereigenschaften von Viskose verbessert.

Als solches vereint es nicht nur die Hygroskopizität, die Färbbarkeit und den Glanz von Rayon, sondern hat auch die folgenden Vorteile.

Einer ist die Formbeständigkeit. Es dehnt sich nicht und schrumpft nicht leicht, sodass die Kleidung nach dem Waschen nicht einläuft.

Der zweite ist die hohe Festigkeit. Die Stärke der feinen Faserdurchmesser ermöglicht die Herstellung feinerer Stoffe.

Auch im nassen Zustand ist die Festigkeit wesentlich höher als die von Viskose.

Drittens ist es leicht zu reinigen. Der Glanz ist mit dem von Viskose vergleichbar, aber selbst wenn Ölflecken an ihm haften, können sie durch Waschen schnell entfernt werden.

Ein Nachteil ist jedoch, dass es zwar weniger knittert als Viskose, aber nur begrenzt verbessert werden kann.

Aus diesem Grund gibt es Bestrebungen, Polynosic-Fasern weiter zu verbessern.

Was ist Polyvinylchlorid (PVC)?

Polyvinylchlorid (PVC), auch bekannt als „PVC“ oder „Polyvinylchlorid“, ist ein Kunstharz.

Durch Zugabe von Additiven wie Weichmachern können verschiedene Eigenschaften erzielt werden. Es wird daher als Rohstoff für eine Vielzahl von Produkten verwendet, darunter harte und weiche Kunststoffe und Gummi.

Anwendungen von Polyvinylchlorid (PVC)

Polyvinylchlorid (PVC) wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, da es kostengünstig ist, sich leicht verarbeiten lässt und durch den Austausch von Additiven eine Vielzahl von Eigenschaften entwickeln kann. Polyvinylchlorid wird grob in hartes Polyvinylchlorid und weiches Polyvinylchlorid unterteilt, die jeweils unterschiedliche Anwendungen haben.

1. Hartes Polyvinylchlorid (PVC)

Hartes Polyvinylchlorid hat einen Weichmachergehalt von 10 % oder weniger. Zu seinen Hauptanwendungen gehören Beschilderungen und Schilder, Rohre und Formstücke für Wasser- und Abwasserleitungen, Rohrleitungsmaterialien für korrosive Gase und Chemikalien sowie Rohre für elektrische Leitungen.

2. Weiches Polyvinylchlorid (PVC)

Weiches Polyvinylchlorid enthält 25-50 % Weichmacher. Es ist hauptsächlich in Form von Platten (0,2 mm dick oder dicker), Folien (0,2 mm dick oder weniger), Leder (mit Gewebeunterlage) und extrudierten Formen erhältlich. Für jede dieser Formen gibt es folgende Anwendungen:

• Plattenform: Handtaschen, Gürtel, Hausschuhe, gepolsterte Bodenbeläge, schwimmende Taschen
• Folienform: Mackintoshes, Stiefel, Einweghandschuhe, Bulks, Lebensmittel- und andere Verpackungen, landwirtschaftliche Folien, Kleidung
• Leder: Fahrzeuginnenausstattung, Möbel, Taschen, Kleidung
• Extrudiert: Textilien, Ummantelung elektrischer Leitungen, flexible Gasrohre, Gartenschläuche

Funktionsweise von Polyvinylchlorid (PVC)

Polyvinylchlorid (PVC) ist eine Molekularstruktur, die durch die Polymerisation von Vinylchloridmonomeren zu einem Polymer entsteht. Bei den meisten Produkten handelt es sich um reine Polymere, die ausschließlich aus Polyvinylchlorid-Monomeren hergestellt werden, aber es gibt auch Copolymere, die mit anderen Monomeren wie Vinylacetat und Ethylen-Vinylidenchlorid copolymerisiert werden.

Polyvinylchlorid-Produkte werden durch Mischung der oben genannten Polyvinylchlorid-Polymere mit Stabilisatoren, Weichmachern, Farbstoffen und anderen Additiven in verschiedenen Verarbeitungs- und Formgebungsverfahren hergestellt. Ein wesentliches Merkmal von Polyvinylchlorid ist, dass es durch Änderung der Art und Menge der Zusatzstoffe eine Vielzahl von Funktionen erhalten kann, wie z. B. Hartplastik, Weichplastik oder Gummi.

Eigenschaften von Polyvinylchlorid (PVC)

Im Folgenden werden die Eigenschaften von Polyvinylchlorid im Vergleich zu anderen Allzweckkunststoffen wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polystyrol (PS) dargestellt.

1. Vorteile

• Aufgrund seiner Kohlenstoff-Chlor-Bindung besitzt es eine ausgezeichnete chemische Stabilität. Es hat auch eine ausgezeichnete Flammbeständigkeit und Haltbarkeit.
• Aufgrund seiner im Vergleich zu anderen Harzen geringen Kristallinität und der polaren Gruppe der Kohlenstoff-Chlor-Bindung ist es leicht mit einer Vielzahl von Substanzen mischbar und kann durch Zugabe einer Vielzahl von Additiven und Modifikatoren verschiedene Funktionen erfüllen.
• Es weist eine hohe Beständigkeit gegenüber Säuren und Basen auf und ist sehr widerstandsfähig gegenüber den meisten anorganischen Chemikalien. Was organische Lösungsmittel betrifft, so löst es sich in Lösungsmitteln mit aromatischen Ringen wie Toluol, Ketonen wie Aceton und zyklischen Ethern wie Tetrahydrofuran, aber seine Beständigkeit gegenüber anderen Chemikalien ist relativ hoch.

2. Schwächen

• Im Vergleich zu Harzen wie Polyethylen hat es eine schlechte Schlagfestigkeit. Insbesondere bei niedrigen Temperaturen ist es spröde und bricht leicht. Es ist jedoch möglich, die Schlagzähigkeit durch den Zusatz von Weichmachern zu erhöhen.
• Wenn weiche Polyvinylchlorid-Produkte über einen längeren Zeitraum verwendet werden, können die internen Additive an der Oberfläche auslaufen oder sich verflüchtigen.

Weitere Informationen über Polyvinylchlorid (PVC)

1. Herstellungsverfahren von Polyvinylchlorid (PVC)

Polyvinylchlorid wird durch Polymerisation von Vinylchloridmonomeren hergestellt. Zu den industriellen Herstellungsverfahren gehören die Suspensionspolymerisation, die Fällungspolymerisation und die Emulsionspolymerisation.

Suspensionspolymerisation
Das Vinylchloridmonomer, der Polymerisationsinitiator und Wasser werden gemischt und zur Polymerisation in einem unter Druck stehenden Polymerisationstank erhitzt. Nach der Reaktion erhält man eine Aufschlämmung, in der das Polyvinylchloridharz in Wasser dispergiert ist. Nach Entfernung des restlichen Monomers erhält man durch Dehydratisierung und Trocknung das Polyvinylchlorid-Pulver.

Fällungspolymerisation
Hierbei handelt es sich um ein Polymerisationsverfahren in einem Lösungsmittel, in dem das Vinylchloridmonomer gelöst ist, das Polyvinylchlorid jedoch nicht. Wenn das Vinylchlorid-Monomer, der Initiator und das Lösungsmittel gemischt und bei niedriger Temperatur polymerisiert werden, fällt das Polyvinylchlorid (PVC) aus. Durch Filtration dieses Gemischs entsteht ein Polyvinylchlorid-Pulver mit niedriger Polymerisationsrate.

Emulsionspolymerisation
Bei dieser Polymerisationsmethode werden Vinylchloridmonomere, Tenside, Wasser und ein wasserlöslicher Initiator gemischt. Das Monomer wird in Wasser emulgiert und innerhalb der Emulsionströpfchen polymerisiert. Um das Polymer nach der Polymerisation zu gewinnen, wird die emulgierende und dispergierende Wirkung des Tensids durch Zugabe von Salz oder Säure aufgehoben und das Polymer agglomeriert, gefolgt von Dehydratisierung und Trocknung, um ein Polyvinylchlorid-Pulver zu erhalten.

2. Sicherheit von Polyvinylchlorid (PVC)

Polyvinylchlorid (PVC) wird häufig in Alltagsprodukten wie Lebensmitteln und Spielzeug verwendet. Aus diesem Grund sind in verschiedenen Gesetzen und Verordnungen Normen festgelegt, und die Industrieverbände legen freiwillige Standards fest, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Für Produkte, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, wie z. B. Plastikfolien, schreibt das Lebensmittelhygienegesetz vor, dass der Restgehalt an Vinylchloridmonomer höchstens 1 ppm betragen darf. Darüber hinaus ist die Verwendung von Phthalatestern in Weichmachern durch die Bekanntmachung Nr. 267 des Ministeriums für Gesundheit, Arbeit und Soziales verboten. Darüber hinaus unterliegt Polyvinylchlorid, das in Blutbeuteln und anderen Produkten verwendet wird, verschiedenen Normen im Rahmen des Gesetzes über pharmazeutische und industrielle Sicherheit.