Abkühlungsspannung. Lexikon Pharmatechnologie - prozesstechnik online

Lexikon Pharmatechnologie

Abkühlungsspannung

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Mechanische Spannung, die beim Abkühlen von Thermoplasten oder beim Abkühlen von Bauteilen aus austenitischen Edelstahllegierungen etwa nach dem Glühen oder dem Schweißen entsteht.

Den molekularen Aufbau der Thermoplaste kann man sich als einen Filz knäuelförmiger Makromoleküle vorstellen, die ineinander oder miteinander verschlauft sind. Da diese Knäuel in der Schmelze nicht mehr starr und räumlich fixiert sind, wechseln die Moleküle beim Fließen der Schmelze im Rahmen der Bearbeitung (z. B. Spritzgießen) ihren Platz. Neben Orientierungen bzw. Ordnungsausrichtungen aufgrund erzwungener Fließrichtungen bei der thermoplastischen Verarbeitung werden einzelne Makromoleküle unter Schubspannungen auch deformiert.

Bei rascher Abkühlung nach dem Spritzgießen bzw. nach dem Extrudieren der erwärmten Polymerschmelze können sich die spannungsverursachten Moleküldeformationen nicht mehr völlig ausgleichen – sie werden ebenfalls eingefroren.

Den eingefrorenen Orientierungs- oder Ordnungsspannungen sind dabei oft noch weitere Abkühlungsspannungen (ebenfalls sogenannte Eigenspannungen) überlagert, welche durch dichtebedingte Diffusionsvorgänge (Diffusion) beim Abkühlen im Inneren des makromolekularen Bauteils auftreten.

Abkühlungsspannungen sind häufig die Ursache dafür, dass sich Kunststoffteile bei neuerlichem Erwärmen über den Glaspunkt ohne äußere Kraftaufbringung völlig verformen, was auf die retardierenden eingefrorenen Eigenspannungen (Entropieelastizität) zurückzuführen ist.

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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