Compound

Als Compound (engl. für Verbundstoff, Zusammensetzung) werden Gemische aus sortenreinen Grundstoffen bezeichnet, denen zusätzliche Füllstoffe, Verstärkungsstoffe oder andere Additive beigemischt worden sind. Eine Lösung der einzelnen Grundstoffe untereinander findet dabei nicht statt. Durch die Compoundierung werden somit mindestens zwei Stoffe miteinander zu einer homogenen Mischung verbunden. Ziel der Compoundierung ist es, die Eigenschaften der Grundstoffe auf einen Anwendungsfall hin zu modifizieren. Als besondere Herausforderung gilt es, eine über die Zeit mögliche Entmischung des Compounds zu vermeiden.

Beispiel

So werden z. B. Kunststoffe für Bauteile im Außenbereich durch Beimischung sog. Stabilisatoren UV-beständig und hydrolyseunempfindlicher. Den Vorgang zum Herstellen eines Compounds nennt man Compoundierung. Er erfolgt im Fall der Compoundierung von Thermoplasten mit Hilfe von Doppelschneckenextrudern. Werden zwei Polymere compoundiert, z. B. PA mit ABS, entsteht hierdurch ein sog. Polyblend. Terminologisch gesehen ist ein solches Blend ein spezielles Compound, ein Compound aber nicht unbedingt automatisch ein Blend.

Ziele der Compoundierung

Die Ziele der Compoundierung sind vielfältig und richten sich nach den gewünschten Eigenschaften des späteren Bauteils. Hierbei sind jedoch oft in der Summe der Anforderungen Kompromisse einzugehen, da sich, wie so oft bei der Lösung technischer Probleme, einzelne Forderungen diametral gegenüber stehen. Im Folgenden sollen jedoch die wichtigsten Ziele der Compoundierung genannt werden:

• Veränderung der mechanischen Eigenschaften des Grundpolymers. Hierbei werden über die Zugabe von Verstärkungs- und Füllstoffe, sowie über eine Schlagzähmodifizierung mechanische Kenngrößen wie die Zugfestigkeit, die Bruchdehnung (s. hierzu auch Zugversuch) und die Schlagzähigkeit eingestellt.

• Farbeinstellungen. Über die Zugabe von Pigmenten oder sogenannten Masterbatches wird die vom Kunden gewünschte Farbe eingestellt. Hierbei ergeben sich oft erste Zielkonflikte, da bestimmte Farbeinstellungen die mechanischen Eigenschaften teilweise sehr deutlich beeinflussen.
• Flammschutz. Durch Zugabe von Flammschutzmitteln kann verhindert werden, dass sich Kunststoffe, von Natur aus sonst leicht entzündlich, entzünden.
• Zugabe von Stabilisatoren und Stabilisatorsystemen. Gründe für die Stabilisierung sind im Wesentlichen:
  • Temperaturinitiierter Kettenabbau während der Verarbeitung. Diese kann durch eine zu hohe Scherung des Materials oder durch zu lange Verweilzeiten in den verarbeitenden Maschinen entstehen. Sie wird durch eine einfache, auf eine kurzfristige Belastung hin ausgelegte Stabilisierung verhindert.
  • Temperaturinitiierter Kettenabbau in der Anwendung. Kunststoffteile, welche in der Anwendung stark temperaturbelastet werden, z. B. im Motorraum eines Kfz, müssen auf diese Belastung hin speziell stabilisiert werden.
  • Verbesserung der Witterungsbeständigkeit: Kunststoffteile in Außenbereichen sind starken Schädigungen durch Oxidation und Hydrolyse ausgesetzt. Diese können in einem gewissen Umfang durch spezielle Stabilisatoren ausgeglichen werden. Je nach Grundpolymer und Stabilisierung können diese Effekte unterschiedlich lang aufgehalten werden.
• Zugabe von Verarbeitungshilfsstoffen. Diese Gruppe von Stoffen verbessert im Wesentlichen die Verarbeitung der Polymere. Auf diese Weise wird z. B. durch Entformungshilfsmittel die Entformung im Spritzgießprozess vereinfacht. Für die Endanwendung ist diese Gruppe von Additiven weniger relevant.

Verwendete Zuschlagstoffe

Verstärkungsstoffe

• Glasfaser: Kurz- ("KGF") oder Langglasfaser ("LGF") sind die am häufigsten zugegebenen Verstärkungsstoffe. Im Vergleich mit z. B. Kohlefasern, sind sie deutlich preisgünstiger.
• Kohlefasern: Die leichteste, aber auch teuerste Faser für Verstärkungen.
• Wollastonit: Wollastonit ist ein Grenzfall zwischen Verstärkung und Füllung. Aufgrund seiner stäbchenförmigen Kristallstruktur, kann aber durch Beimischung ein verstärkender Effekt erzielt werden.

Füllstoffe

• Talkum
• Kreide
• Glimmer (Mica)
• EPDM
• Bariumsulfat
• Ruß
• Keramikpulver
• Metallpulver

Sonstige Additive

• Hitzestabilisator
• Gleitmittel, z.B. Molybdändisulfid, Graphit
• Antiblockmittel
• Antistatika
• UV Stabilisator
• Lasermarkiermittel
• Nukleierungsmittel (Kristallisationsbeschleuniger)
• Flammschutz
• Farbstoffe
• Schlagzähmodifikator
• Polytetrafluorethylen (PTFE, Trivialname: Teflon)

Häufige Compounds

• alle TPE (Thermo-plastische-Elastomere)
• eingefärbte Materialien
• PP mit 40% Kreide
• PP mit 30% Glasfaser (KFG oder LGF)
• PA 6 oder 66 mit 30% Glasfaser (KGF oder LGF)
• ABS mit 16% Glasfaser (KGF)
• PC mit 20% Glasfaser
• ABS, PC, PP flammgeschützt

Sonstige Verwendung des Begriffs

• In Gleitlagern (Tribologie) werden durch Beimischung von Festschmierstoffen die Reibwerte und der Verschleiß der Werkstoffe gesenkt.
• Im Sportbereich wird als "Compound"-Bogen ein Sportgerät bezeichnet, das über Rollen und Kabel eine Reduktion des zu haltenden Zuggewichts im Vollauszug erreicht.
• Die Compound-Bremse ist eine spezielle Bremsenkonstruktion im Fahrzeugbau.
• In der Medizin (Humangenetik) kennzeichnet Compound-Heterozygot unterschiedliche Mutationen in Kopien des gleichen Gens.
• Heißschrauben-Compound dient als chemisch stabiles Trennmittel zwischen trennbar gestalteten Maschinenteilen in heißer, korrosionsgefährdeter Umgebung.
• Im anglo-amerikanischen Sprachbereich bezeichnet Compound auch eine abgeschlossene, bewachte Wohnanlage unterschiedlicher Größe (bis hin zur Kleinstadt). Der Begriff wird häufig auch von im Ausland tätigen Deutschen benutzt.