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Aus dem Facharchiv: Lernen & Können
Werkstoffkunde: Elektrische Isolierstoffe – Kunststoffe (12)

Der molekulare Aufbau, die Eigenschaften und die Verwendungszwecke unterschiedlicher Kunststoffgruppen wurden bereits in der letzten Folge beschrieben. Zum Abschluss des Themas folgen einige Aspekte zur 
Verwendung von Kunststoffen u. a. im Bereich der Elektrotechnik. 
Mit dieser Ausgabe endet die Grundlagenserie zur Werkstoffkunde.

<<<<<< Kalottenmodell von Polyvinylchlorid>>>>>> (Quelle: Wikipedia, gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1034816)

Technische Kunststoffe

Bei Kunststoffen aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) handelt es sich um Thermoplaste, die aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung zur Gruppe der hochschlagfesten Styrol-Copolymerisate gehören. Die monomeren Bestandteile sind Acrylnitril, Butadien und Styrol. Sie sind leicht färbbar und durch ihre Härte nahezu unzerbrechlich. ABS ist in Rohform ein farbloser bis grauer Feststoff. Wichtige Eigenschaften sind:

  • elektrische Durchschlagsfestigkeit bis zu 120 kV · mm−1,
  • temperaturbeständig, Dauergebrauchstemperatur: max. 85 bis 100 °C,
  • Beständigkeit gegen Öle und Fette,
  • Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse und Alterung.

ABS-Kunststoffe findet man in Haushalts- und Konsumprodukten. Deutlich mehr als 50 % der ABS-Produktion in Westeuropa wird von der Automobil- und Elektroindustrie verwendet. ABS eignet sich gut zum Beschichten mit Metallen (Galvanisieren) und Polymeren. Dies ermöglicht beispielsweise auf einem Kunststoffteil eine verchromte Oberfläche zu erhalten. Beispiele für den ABS-Einsatz sind thermogeformte Teile aus Platten und Folien, Automobil- und Elektronikteile, Gehäuse von Computern und Elektrogeräten (wie u. a. Staubsauger, Kaffeeautomaten).

Elektro-
Installationstechnik

Typische Kunststoffprodukte aus Polyvinylchlorid (PVC, Bild) im Bereich der Elektro-Installationstechnik sind beispielsweise

  • Mantelleitungen NYM oder
  • Erdkabel NYY-J.

Mantelleitungen können aus Rundleitern oder aus feindrähtigen Leitern aufgebaut sein. Sie bestehen aber immer aus mehreren Adern, die alle einzeln Isoliert und zu einer gemeinsamen Leitung in einem Mantel zusammengefasst sind. Ein prominenter Vertreter für eine Mantelleitung ist die NYM-Leitung, die üblicherweise in der Hausinstallation verwendet wird. Sie besteht aus 3 oder mehreren Adern, die gemeinsam in einem PVC-Schlauch eingezogen sind. Die sich ergebenden Hohlräume zwischen den Leitern sind mit einem Füllstoff ausgefüllt. Eine solche Leitung hat dann als Aderisolation ebenfalls den Kunststoff PVC.

PVC gehört in die Gruppe Plastomere (Thermoplaste). Die durch ihre Verwendung bestimmten Rahmenbedingungen erfordern zum Teil sehr unterschiedliche Eigenschaften der Kunststoffe.

Für die Installationsleitung gilt ein Mindestmaß an plastischer Formbarkeit, um z. B. beim Verlegen der Leitungen saubere Bögen formen zu können. Dies erfordert eine geeignete Konsistenz bzw. Härte des Kunststoffes. Die könnte unter Umständen verloren gehen, wenn die Leitung längere Zeit der Sonnenbestrahlung ausgesetzt ist. Hier tritt eine besondere Form der Alterung ein: Die UV-Anteile im Sonnenlicht sorgen nämlich dafür, dass eine Versprödung einsetzt. Diese tritt durch den Verlust an „Weichmachern“ ein. Als Weichmacher kommen Phtalsäureester (DEHP, DIDP) zur Anwendung. Deshalb sagen die Installationsvorschriften beispielsweise aus:

„NYM“-Mantelleitungen dürfen im Außenbereich nur in Schutzrohren verlegt werden.

Die Verwendung von Kunststoffprodukten erfordert in allen technischen Berufen und Branchen ein spezielles Wissen.

Schlussbemerkung

An dieser Stelle endet die Beitragsreihe zum Thema Werkstoffkunde. Es gibt zwar noch eine Vielzahl von Werkstoffen (insbesondere Kunststoffen), die sowohl in der Elektrotechnik als auch in anderen Bereichen Anwendung finden. Jedoch würde mit deren Besprechung der weiteren Eigenschaften und Verarbeitungshinweise das prüfungsrelevante Wissen junger Elektrofachkräfte deutlich überstiegen.

Autor: K.-H. Bleiß

Der vollständige Beitrag ist in unserem Facharchiv nachzulesen

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