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Glasübergangstemperatur

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Die Glasübergangstemperatur ist der Temperaturbereich in dem ein Kunststoff der größten Änderung der Verformungsfähigkeit unterliegt. Andere Bezeichnungen für den Glasübergangsbereich sind Erweichungsbereich, Glaspunkt und Einfrierbereich.

Glasbereich

Der Glasbereich ist der Temperaturbereich, der unterhalb der Glasübergangstemperatur liegt. Der Kunststoff befindet sich hier im hartelastischen Zustand. Im Glasbereich ist ein Kunststoff glasartig, spröde. Amorphe Thermoplaste sind im Glasbereich außerdem transparent (soweit sie nicht eingefärbt sind oder Füllstoffe beinhalten).

Glasübergangsbereich bei amorphen Thermoplasten

Bei amorphen Thermoplasten ist der Glasübergang der Bereich, der zwischen dem hartelastischen Zustand (=Glasbereich) und thermoelastischen Zustand liegt. In der Regel ist es so, dass der Glasübergangsbereich umso höher liegt, je stärker der Thermoplast vernetzt ist. Unterhalb des Glaspunktes sind amorphe Thermoplaste glasartig spröde und in reiner Form transparent. Es sei noch bemerkt, dass amorphe Thermoplaste keinen exakten Schmelzpunkt besitzen. Innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs gehen sie von einem harten in einen flexiblen Zustand über.

Glasübergangsbereich bei teilkristallinen Thermoplasten

Auch bei teilkristallinen Thermoplasten existiert eine Glasübergangstemperatur, was jedoch nur für die amorphen Bereiche gilt (nicht für die kristalline). Liegt die Glasübergangstemperatur unterhalb des Schmelzpunktes, – dies ist bei den meisten teilkristallinen Thermoplasten der Fall – liegen im Bereich zwischen Glasübergangstemperatur und Schmelztemperatur sowohl eine harte, als auch eine flexible Phase gleichzeitig vor. Teilkristalline Thermoplaste besitzen daher typischer Weise ein duktiles mechanisches Verhalten.
Unterhalb der Glasübergangstemperatur friert die amorphe Phase ein, wodurch der Werkstoff spröde wird. Über der Glasüberganstemperatur befindet sich der Werkstoff im thermoelastischen Zustand. Bei noch höherer Temperatur beginnt der thermoplastische Bereich (=Schmelztemperatur), in dem sich die kristalline Phase auflöst.

Zustandsbereiche Kunststoff
Zustandsbereiche für verschiedene Kunststoffe

Einsatztemperatur von Kunststoffen

Je nach Art des Kunststoffes, wird dieser oberhalb oder unterhalb der Glasübergangstemperatur eingesetzt.
- amorphe Thermoplaste: unterhalb der Glasübergangstemperatur
- teilkristalline Thermoplaste: oberhalb der Glasübergangstemperatur, bis hin zur Schmelztemperatur
- Elastomere: oberhalb der Glasübergangstemperatur; Obergrenze ist die Zersetzungstemperatur
- Duroplaste: bis unterhalb der Cracktemperatur bzw. Zersetzungstemperatur (= im Glasbereich)

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2009 Maschinenbau-Wissen.de
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