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	<title>Schrumpfung - Versionsgeschichte</title>
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	<subtitle>Versionsgeschichte dieser Seite in Lexikon der Kunststoffprüfung</subtitle>
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		<title>Oluschinski am 4. August 2023 um 10:04 Uhr</title>
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		<author><name>Oluschinski</name></author>
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		<title>Oluschinski am 28. November 2022 um 13:10 Uhr</title>
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		<author><name>Oluschinski</name></author>
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		<title>Posch am 12. Januar 2021 um 13:11 Uhr</title>
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		<author><name>Posch</name></author>
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		<title>Oluschinski am 13. August 2019 um 08:01 Uhr</title>
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		<author><name>Oluschinski</name></author>
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		<id>https://wiki.polymerservice-merseburg.de/index.php?title=Schrumpfung&amp;diff=7371&amp;oldid=prev</id>
		<title>Reincke: Die Seite wurde neu angelegt: „{{PSM_Infobox}} &lt;span style=&quot;font-size:1.2em;font-weight:bold;&quot;&gt;Schrumpfung&lt;/span&gt; __FORCETOC__ ==Definition==  Unter Schrumpfung oder Schrumpf von Kunststof…“</title>
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		<updated>2018-02-16T15:10:48Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Die Seite wurde neu angelegt: „{{PSM_Infobox}} &amp;lt;span style=&amp;quot;font-size:1.2em;font-weight:bold;&amp;quot;&amp;gt;Schrumpfung&amp;lt;/span&amp;gt; __FORCETOC__ ==Definition==  Unter Schrumpfung oder Schrumpf von Kunststof…“&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;b&gt;Neue Seite&lt;/b&gt;&lt;/p&gt;&lt;div&gt;{{PSM_Infobox}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;span style=&amp;quot;font-size:1.2em;font-weight:bold;&amp;quot;&amp;gt;Schrumpfung&amp;lt;/span&amp;gt;&lt;br /&gt;
__FORCETOC__&lt;br /&gt;
==Definition==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Unter Schrumpfung oder Schrumpf von [[Kunststoffe]]n versteht man eine Änderung der Maßhaltigkeit von [[Kunststoffbauteil|Bauteilen]] oder [[Prüfkörper]]n bei Temperaturen T &amp;gt; T&amp;lt;sub&amp;gt;G&amp;lt;/sub&amp;gt; (amorph) bzw. T &amp;gt; T&amp;lt;sub&amp;gt;S&amp;lt;/sub&amp;gt; (teilkristallin), die durch die Rückstellung von Molekülorientierungen und die Relaxation von [[Zugversuch Eigenspannungen Orientierungen|Eigenspannungen]] verursacht wird. Die [[Zugversuch Eigenspannungen Orientierungen|Orientierungen]] entstehen infolge des Verarbeitungsprozesses (Extrusion, Spritzgießen oder Tiefziehen) und sind deshalb von verarbeitungstechnischen Prozessparametern abhängig. Diese Parameter sind die Temperatur des Werkzeugs und der Schmelze, der Spritz- und Nachdruck, die Fließweglänge sowie der Abkühlgradient des [[Formmasse|Formteils]]. Infolge der Verarbeitung werden die Moleküle in der Fließrichtung orientiert und nehmen damit einen entropisch ungünstigen Zustand im fertigen Bau- oder Formteil ein. Oberhalb der [[Glastemperatur]] T&amp;lt;sub&amp;gt;G&amp;lt;/sub&amp;gt; nimmt die Beweglichkeit der Molekülketten deutlich zu und bei hinreichend langer Einwirkzeit der erhöhten Temperatur kehren die Moleküle wieder zur maximalen Entropie bzw. in den optimalen energetischen Zustand zurück, was auch als „Memory Effekt von Kunststoffen“ bekannt ist. Im Gegensatz zur Schwindung erfolgt dieser Vorgang bei konstantem Volumen, allerdings ändern sich die Abmessungen und die Gestalt der [[Kunststoffbauteil]]e teilweise erheblich.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Begriffserläuterung==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Die Schrumpfung von Kunststoffen bei hohen Temperaturen kann im Einsatz erhebliche Probleme mit der Maßhaltigkeit und [[Festigkeit]] von Bauteilen verursachen. Im Wesentlichen sind dafür Orientierungen der Moleküle oder Verstärkungsfasern verantwortlich, die infolge des Verarbeitungsprozesses entstehen. Beim Spritzgießprozess treten im Werkzeug laminare Strömungen und Scherströmungen auf, die zur Orientierung im Bauteil führen. Liegen komplizierte geometrische Verhältnisse im Bauteil vor oder existieren mehrerer Angusskanäle, dann können zusätzlich [[Bindenaht|Bindenähte]] entstehen, die das Schrumpfverhalten ebenfalls beeinflussen. Bei der Extrusion von Halbzeugen, wie Platten oder Profilen, werden die Produkte gereckt, wodurch speziell Längsorientierungen verursacht werden und die Moleküle defacto verspannt werden. Analog dazu wird z. B. beim Tiefziehen von Bechern aus Polystyrol ([[Kurzzeichen]]: PS) aus einer kreisförmigen Platte der Dicke d&amp;lt;sub&amp;gt;0&amp;lt;/sub&amp;gt; ein Kunststoffbecher unter Temperatureinwirkung und einer mechanischen Belastung geformt. Dadurch entsteht die vorgegebene Geometrie bei einer Verringerung der Wanddicke auf d&amp;lt;sub&amp;gt;1&amp;lt;/sub&amp;gt; und der Werkstoff wird in Tiefziehrichtung orientiert, aber das Volumen des Bauteils bleibt hierbei konstant.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
Wird dieser Kunststoffbecher auf 120 °C erhitzt, dann tritt eine Schrumpfung auf, wodurch näherungsweise die gleiche Form entsteht, die er als Halbzeug hatte (&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 1&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;).&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Datei:Schrumpfung-1.jpg]]&lt;br /&gt;
{| &lt;br /&gt;
|- valign=&amp;quot;top&amp;quot;&lt;br /&gt;
|width=&amp;quot;50px&amp;quot;|&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 1&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;: &lt;br /&gt;
|width=&amp;quot;600px&amp;quot;|Schrumpfung eines Kaffeebechers aus Polystyrol in Silikonöl bei 120 °C&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Dabei bleibt das Volumen des Kunststoffes ebenfalls gleich, nur die Gestalt und die geometrischen Abmessungen ändern sich. In den meisten Fällen ist der Schrumpf in Längsrichtung z. B. bei der Extrusion oder dem Tiefziehen deutlich größer als in der Querrichtung. Das wird besonders deutlich, wenn man das Schrumpfverhalten von Prüfkörpern des [[Zugversuch|Zug]]- und [[Schlagzugversuch|Schlagversuches]] aus Polystyrol betrachtet (&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 2a&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;). Hier tritt eine Abnahme der Länge der Prüfkörper bei gleichzeitiger Zunahme der Breite und Dicke auf (&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 2b&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;). Da die Orientierungen im Prüfkörper ungleichmäßig verteilt sind, entstehen zusätzlich ein Verzug und eine Krümmung der Prüfkörper (&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 2c&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;).&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Datei:Schrumpfung-2.jpg|400px]]&lt;br /&gt;
{| &lt;br /&gt;
|- valign=&amp;quot;top&amp;quot;&lt;br /&gt;
|width=&amp;quot;50px&amp;quot;|&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 2&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;: &lt;br /&gt;
|width=&amp;quot;600px&amp;quot;|Schrumpf von Prüfkörpern aus PS in Silikonöl bei 120 °C, (a) Ausgangszustand, (b) Verkürzung und Verzug nach 2 h und (c) Krümmung nach 2 h &lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Dieser Memory Effekt wird jedoch auch praktisch bei Schrumpfschläuchen der Elektrotechnik und Elektronik zur Isolation von Kabelverbindungen (&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 3a&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;) oder der Sanierung von leckbehafteten Gasrohren nach dem PE Close-Fit-Verfahren aus metallischen Werkstoffen genutzt (&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 3b&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;).&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Datei:Schrumpfung-3.jpg]]&lt;br /&gt;
{| &lt;br /&gt;
|- valign=&amp;quot;top&amp;quot;&lt;br /&gt;
|width=&amp;quot;50px&amp;quot;|&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 3&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;: &lt;br /&gt;
|width=&amp;quot;600px&amp;quot;|Anwendung von (a) Schrumpfschläuchen und (b) PE 100-Rohren &lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Dabei werden extrudierte PE 100-Rohre im erhitzten Zustand durch eine Rolle so verformt, dass sie in das zu reparierende Metallrohr eingeschoben werden können. Anschließend wird das PE-Rohr durch eingeblasenen Heißdampf rückverformt, wodurch eine kraftschlüssige dichte Verbindung zwischen den beiden Rohren entsteht.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Ermittlung der Schrumpfung==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Die Messung der Schrumpfung erfolgt im [[Schrumpfversuch]], wobei man hierbei in die Ermittlung des freien Schrumpfs und die Bestimmung der Schrumpfkraft unter Einwirkung einer entsprechenden Temperatur unterscheidet. Bei der messtechnischen Ermittlung des Schrumpfverhaltens von Prüfkörpern wird dieser einseitig eingespannt und die Veränderung der Länge mit zunehmender Temperatur wird mit einem Dehnungsaufnehmer registriert (&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 4a&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;). Diese Messmethode wird auch als [[Thermische_Dehnungs-Analyse|Thermische Dehnungs-Analyse (TDA)]] bezeichnet. Die Kenngröße Schrumpfung &amp;amp;Delta;L kann dabei in Millimeter, dimensionslos oder in Prozent als relativer [[Kennwert]] angegeben werden.&amp;lt;br&amp;gt;&lt;br /&gt;
Oftmals ist jedoch auch die entstehende Schrumpfkraft oder -spannung, speziell unter Zwangsbedingungen, von Interesse. In diesem Fall wird der Prüfkörper beidseitig eingespannt und ebenfalls die Temperatur langsam erhöht. Die entstehende Reaktionskraft F&amp;lt;sub&amp;gt;S&amp;lt;/sub&amp;gt; infolge der behinderten Schrumpfung wird durch eine Kraftmessdose (siehe [[Piezoelektrischer Kraftaufnehmer]] und [[Piezokeramischer Schwinger]]) registriert und dann eventuell durch Bezug auf die Querschnittsfläche in eine Schrumpfspannung &amp;amp;sigma;&amp;lt;sub&amp;gt;S&amp;lt;/sub&amp;gt; umgerechnet (&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 4b&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;). Dieses Verfahren wird auch als [[Thermische_Spannungs-Analyse|Thermische Spannungs-Analyse (TSA)]] bezeichnet, wobei hier wie bei der TDA oftmals ortsaufgelöste lokale Dehnungsinformationen angestrebt werden.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Datei:Schrumpfung-4.jpg|550px]]&lt;br /&gt;
{| &lt;br /&gt;
|- valign=&amp;quot;top&amp;quot;&lt;br /&gt;
|width=&amp;quot;50px&amp;quot;|&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Bild 4&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;: &lt;br /&gt;
|width=&amp;quot;600px&amp;quot;|Prinzipielle Darstellung eines Messplatzes zur (a) Schrumpfungsmessung und (b) Schrumpfkraftmessung &lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Literaturhinweise&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* Richter, H. W.: Instandsetzung von Rohrleitungen. Vulkanverlag Essen, (2004)&lt;br /&gt;
* Ehrenstein, G. W.: Beständigkeit von Kunststoffen. Carl Hanser Verlag, München Wien (2007) (ISBN 978-3-446-21851-2; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 31)&lt;br /&gt;
* Ehrenstein, G. W.: Mit Kunststoffen konstruieren – Eine Einführung. Carl Hanser Verlag, München Wien (2007) (ISBN 978-3-446-41322-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 42)&lt;br /&gt;
* Bruder, U.: Kunststofftechnik leicht gemacht. Carl Hanser Verlag, München Wien (2016) (ISBN 978-3-446-44957-2)&lt;br /&gt;
* Baur, E., Brinkmann, S., Osswald, T. A., Schmachtenberg, E.: Saechtling Kunststofftaschenbuch. Carl Hanser Verlag, München Wien (2007) (ISBN 978-3-446-40352-9; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 4-2)&lt;br /&gt;
* Hellerich, W., Harsch, G., Baur, E.: Werkstoff-Führer Kunststoffe. Carl Hanser Verlag, München Wien (2010) (ISBN 978-3-446-42436-4; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 37)&lt;br /&gt;
* Käufer, H.: Arbeiten mit Kunststoffen – Band 2: Verarbeitung. Springer Verlag, Berlin (2013) (ISBN 978-3-642-81201-9)&lt;br /&gt;
* Selden, P. H.: Glasfaserverstärkte Kunststoffe. Springer Verlag, Berlin (2013) (ISBN 978-3-642-86867-2)&lt;br /&gt;
* Elsner, P., Eyerer, P., Hirth, T.: Domininghaus – Kunststoffe: Eigenschaften und Anwendungen. Springer Verlag, Berlin (2012) (ISBN 978-3-642-16172-8; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 41)&lt;br /&gt;
* Hellwege, K.-H.: Die Festigkeit thermoplastischer Kunststoffe in Abhängigkeit von den Verarbeitungsbedingungen. Springer Verlag, Berlin (2013) (ISBN 978-3-663-04627-1)&lt;br /&gt;
* Mayer, S.: Schrumpfverhalten &amp;amp; Formveränderung von Kunststoffbrillenfassungen nach Temperatureinwirkung. Bachelor Thesis, (2013) Hochschule Aalen&lt;br /&gt;
* Meyer, B.-R., Falke, D.: Maßhaltige Kunststoff-Formteile: Toleranzen und Formteilengineering. Carl Hanser Verlag, München Wien (2013) (ISBN 978-3-446-43689-3)&lt;br /&gt;
* Delpy, U.: Schnappverbindungen aus Kunststoff: Anwendung und Auslegung, Einflüsse der Gestalt, des Werkstoffs und der Fertigung. Expert Verlag, Wiesbaden (1989) (ISBN 978-3-816-90488-5)&lt;br /&gt;
* Saechtling, H.: Saechtling Kunststoff Taschenbuch. Carl Hanser Verlag, München Wien (2013) (ISBN 978-3-446-43729-6)&lt;br /&gt;
* DIN 55543-4 (2017-03): Verpackungsprüfung – Prüfverfahren für Verpackungsfolien – Teil 4: Bestimmung der Schrumpfung von Kunststoff-Folien im Flüssigkeitsbad&lt;br /&gt;
* DIN EN 12617-2 (2004-11): Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken – Prüfverfahren – Teil 2: Schrumpfung von polymeren Rissfüllstoffen: Volumetrische Schrumpfung&lt;br /&gt;
* ISO 2577 (2007-12): Kunststoffe – Warmaushärtbare Formkunststoffe – Bestimmung der Schrumpfung&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Reincke</name></author>
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