Ist ein Kunststoffteil Temperaturen ausgesetzt, dann gilt es das richtige Material zu wählen. Verschiedene Kunststoffe haben unterschiedliche maximale Anwendungstemperaturen. Bei Erreichung dieser wird der Kunststoff weich, denn höhere Temperaturen haben Einfluss auf die Beweglichkeit der Polymerketten, wodurch sich die mechanischen Eigenschaften ändern. Wann und wie stark sich die Beweglichkeit der Polymerkette ändert, hängt unter anderem von dem chemischen Aufbau der Molekülketten ab. Somit gibt es Polymere die höheren Temperaturen besser standhalten als andere.
Testverfahren
Für die Bestimmung der oberen Temperaturbeständigkeit werden in der Praxis zwei verschiedene Methoden angewendet. Das ist die Vicat-Erweichungstemperatur (VST), sowie die Wärmeformbeständigkeit (HDT). Bei beiden Messungen wird eine Probe mechanisch beansprucht und anschließend konstant aufgeheizt. Sobald sich eine definierte Verformung einstellt, ist die charakteristische Temperatur erreicht.
Eine dritte Methode ist die dynamisch-mechanische Analyse, welche Ergebnisse zur Steifigkeit des Materials in Abhängigkeit von der Temperatur liefert. Da diese Analyse jedoch eher aufwendig und kostenintensiv ist, werden in der Praxis die anderen zwei Methoden bevorzugt verwendet.
Vicat-Erweichungstemperatur (VST)
Für das Definieren der Vicat-Erweichungstemperatur wird ein kreisförmiger Stempel mit einer Querschnittsfläche von 1 mm² mit einer Kraft von 10 N (Verfahren A) oder 50 N (Verfahren B) belastet. Die Temperatur wird ständig erhöht. Für A und B ist ein Temperaturanstieg von 50°C oder 120°C pro Stunde möglich. Sobald der Stempel um 1 mm in die Probe gedrückt ist, wurde der gesuchte Wert erreicht. Bei der Vicat-Prüfung ist die Probe oberflächlich schon so weich, dass das Material unter dem Stempel quasi wegfließt.
Wärmeformbeständigkeit (HDT)
Bei der HDT-Prüfung wird wird ein Vielzweckprüfkörper mit den Maßen 80 x 10 x 4 mm³ mittig zwischen zwei Auflegern auf Biegung belastet. Der Prüfkörper wird langsam und gleichmäßig erwärmt. Sobald die definierte Durchbiegung erlangt ist, ist die Wärmeformbeständigkeit mittels HDT bestimmt.
Einsatz der Kennwerte
Mit den zwei Messmethoden wird festgestellt bis zu welcher Temperatur der Kunststoff verwendet werden kann ohne, dass er sich verformt. Die HDT-Temperatur ist kleiner als die Vicat-Erweichungstemperatur. Je nachdem wie ein Bauteil belastet wird und was die Kriterien für ein Versagen sind, ist entweder die HDT-Wärmeformbeständigkeitstemperatur oder die Vicat-Erweichungstemperatur als Auswahlkriterium heranzuziehen. Im Zweifelsfall wird der kleinere Wert gewählt
Materialien bei Extrudr
Zu den wärmeformbeständigsten Materialien zählen bei Extrudr GreenTEC, GreenTEC Pro und GreenTEC Pro Carbon, DuraPro ASA CF, FLEX Medium, FLEX Hard und FLEX Hard CF. Die genauen Werte für jedes einzelnen Material können aus den Datenblättern entnommen werden.