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Zeitstandfestigkeit

Lexikon Pharmatechnologie
Zeitstandfestigkeit

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Kurzzeichen: σB,t, Einheit: N/mm2;

Mechanische Spannung, bei der der Werkstoff bei der Temperatur T nach der Zeit t Bruchversagen zeigt. Die Zeitfestigkeit eines Werkstoffs ist von der statischen Festigkeit (z. B. Zugfestigkeit) zu unterscheiden.

Veränderung der Festigkeitseigenschaften eines Werkstoffs unter mechanischer Belastung in Abhängigkeit von der Belastungszeit.

Im Gegensatz zu den meisten metallischen Werkstoffen wie z. B. austenitischen Edelstahllegierungen zeigen Kunststoffe unter mechanischer Belastung mit der Zeit plastische bzw. bleibende Verformungen. Die Zeitstandfestigkeit von Polymerwerkstoffen beschreibt den Einfluss der Belastungsdauer auf das Werkstoffverhalten bzw. die sich dabei einstellende Veränderung des Festigkeitsverhaltens.

Bei langanhaltender mechanischer Belastung unterliegen Kunststoffe mehr oder weniger einer bleibenden (plastischen) Verformung. Das Material, dessen Spannungs-Dehnungs-Diagramm bei kurzzeitiger mechanischer Belastung etwa ein typisch hartelastisches Verhalten zeigt, zeigt bei langer Belastungsdauer das typische Diagramm eines weichelastischen plastischen Körpers. Dieses Kriechverhalten (Kaltfließen) ist bei Thermoplasten und Elastomeren mehr oder weniger stark und bei Duroplasten infolge räumlicher Vernetzung schwach ausgeprägt.

Der Grenz- oder Extremfall des Kriechens ist das Kaltfließen. Als kalten Fluss bezeichnet man das plastische Fließen bei Raumtemperatur über eine lange Zeitspanne infolge des Eigengewichts des Bauteils, innerer Materialspannungen oder äußerer mechanischer Belastung. Es hat einen ähnlichen Effekt, wie die Erwärmung von Thermoplasten unter mechanischer Spannung. Der kalte Fluss tritt besonders bei hohen Anteilen kurzer Molekülketten (breite Molekulargewichtsverteilung, breiter Polymerisationsgrad) auf, die eine typische weichmachende Wirkung (Weichmachung) haben. Kaltfluss tritt meist nicht unterhalb des Einfrierbereichs und auch nicht bei Vernetzung auf.

Typische Polymere mit starker Neigung zum Kaltfluss bei Raumtemperatur sind PTFE und ataktisches PP.

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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