Chemie

Eigenschaften von Polystyrol


Thermische Ausdehnung

Beim Erwärmen nimmt die Wärmebewegung von Atomen und Molekülen zu. In der Regel hatdas einen erhöhten Platzbedarf der Moleküle zur Folge.

Linearer Ausdehnungskoeffizient
Der lineare Ausdehnungskoeffizientα ist definiert als relative Längenänderung proKelvin.

α ist stark materialabhängig.

In den Werten spiegeln sich die großen Unterschiede in denBindungsfestigkeiten wider. Ist ein Atom bzw. Molekül sehr festgebunden, führt eine Erhöhung der thermischen Energie nur zu einer geringfügigen Erhöhungder mittleren Auslenkung aus der Ruhelage. Quarzglasmit seinem dreidimensionalen Netzwerk polarerBindungen besitzt deshalb einen viel kleineren linearen Ausdehnungskoeffizientenals Schwefelkohlenstoff, dessen Moleküle nur durch schwache Van-der-Waals-Kräfte zu einer Flüssigkeitaggregiert werden.

Die Werte für Thermoplaste liegen zwischendiesen beiden Extremen. Im Polyethylen (PE) sinddie Atome längs der Polymerkette kovalentgebunden, während zwischen den Polymermolekülen nur Van-der-Waals-Kräfte wirken. In PVC und PSwirken Anziehungskräfte zwischen permanentenDipolmomenten, hervorgerufen durch polareBindungen, die eine Folge der elektronenziehenden Wirkung der Chloratome bzw.Phenylringe sind. Daher sind bei diesen beiden Materialien die Ausdehnungskoeffizientenniedriger als der von PE.

Die thermische Ausdehnung aller gängigen Thermoplaste ist deutlich größer als die von Eisen und damit keinvernachlässigbarer Effekt. Für die Verarbeiter von Thermoplasten ist der lineareAusdehnungskoeffizient eine wichtige Größe. Nach der Formgebung in der Wärme kühlt das neueFormteil auf Raumtemperatur ab und schrumpft dabei. Diese Schrumpfung muss berücksichtigtwerden, wenn das Teil die vorgegebenen Maße besitzen soll.


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