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Thermodynamische Daten
Spezifische Wärmekapazität
Der Funktionsverlauf der spezifischen Wärmekapazität $c_p$ bei Umgebungsdruck ist für amorphe und teilkristalline Thermoplaste in der folgenden Abbildung dargestellt. Im Schmelzebereich verhält sich die spezifische Wärmekapazität nahezu linear und kann daher mit einer Geradengleichung:
\[c_p(T) = c_{p,0} + c_{p,m}\cdot T\]
beschrieben werden.
Spezifische Enthalpie
Die spezifische Enthalpie ergibt sich aus dem Integral der spezifischen Wärmekapazität $c_p (T)$ zwischen den Grenzen $T_1$ und $T_2$:
\[Δh = \int \limits_ {T_1}^{T_2} c_p(T)dT\]
So erhält man die auf die Masseeinheit bezogene Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur des Polymers von $T_1$ auf $T_2$ zu erhöhen. Bei amorphen Materialien ist ab der Glasübergangstemperatur $T_g$ ein steilerer Anstieg mit der Temperatur zu verzeichnen.
Teilkristalline Werkstoffe weisen dagegen, bedingt durch die Phasenumwandlung, einen stufenartigen Anstieg auf. Die zusätzliche Wärmemenge wird als Aufschmelzenthalpie $∆h_A$ bezeichnet. Die folgende Abbildung zeigt die spezifische Enthalpie als Funktion der Temperatur.
Bei der Vorgabe eines amorphen Thermoplasten ist das Feld für die Aufschmelzenthalpie nicht editierbar. Die Enthalpieerhöhung $∆h$ setzt sich bei teilkristallinen Thermoplasten aus der Enthalpieerhöhung des Feststoffes $∆h_F$ und der Aufschmelzenthalpie $∆h_A$ zusammen:
Amorphe Kunststoffe: \[∆h=∆h_F\]
Teilkristalline Kunststoffe: \[∆h=∆h_F+ ∆h_A\]
Wärmeleitfähigkeit
Bei der Wärmeleitung muss zwischen stationären und instationären Temperaturfeldern unterschieden werden. Bei stationären Temperaturfeldern tritt als Stoffwert nur die Wärmeleitfähigkeit $λ$ auf. Sie ist temperaturabhängig und für teilkristalline Werkstoffe höher als für amorphe.
\[λ(T) = λ_0 + λ_m \cdot T\]
$λ_0$ repräsentiert die Wärmeleitfähigkeit, die sich durch die den Schmelzebereich beschreibenden Gerade bei 0 Grad ergibt. Die Steigung der Wärmeleitfähigkeit $λ_m$ kann auch negativ sein und muss dann mit einem negativen Vorzeichen eingegeben werden. Bei der Aufschmelzberechnung wird die effektive Temperaturleitfähigkeit des Feststoffs benötigt. Zur Bestimmung dieses Wertes muss die Wärmeleitfähigkeit des Feststoffs $λ_F$ eingegeben werden. Weiterhin wird in dieser Maske die Eingabe der Schmelzetemperatur $T_{k,g}$ erwartet. Bei teilkristallinen Werkstoffen wird diese Temperatur als Kristallitschmelztemperatur $T_k$ und bei amorphen Polymeren als Glasübergangstemperatur $T_g$ interpretiert.
