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Duktile Kunststoffe weisen oft eine gut definierte Streckspannung mit Dehnungen an der Streckspannung von 5–10% auf ( Bild c). Nachfolgend wird dann in der Regel eine plastische Deformation registriert, deren absoluter Betrag wesentlich von der Deformationsgeschwindigkeit abhängt. Spannungs dehnungs diagramm gummi worms. In Abhängigkeit von der Art des Kunststoffes kann dann auch eine Verfestigung auftreten. Bild 1: Schematische Darstellung anisotroper Deformationen a) nichtlinear elastische Deformation b) mechanische Hysterese c) Streckspannung und plastische Deformation Viskose Deformation Im Unterschied zum elastischen Verhalten zeichnet sich viskoses Verhalten durch eine vollständige Irreversibilität der Deformationsprozesse aus. Daraus folgt: Eine einmal aufgebrachte Verformung bleibt auch nach Entlastung erhalten, der Zusammenhang zwischen Spannung und Deformation ist nur unter Berücksichtigung der Vorgeschichte eindeutig, nicht jedoch umkehrbar eindeutig bestimmbar. Die zur Verformung aufgewendete Arbeit wird vom Werkstoff vollständig dissipiert.
Bei teilkristallinen Thermoplasten wird der entropieelastische Zustandsbereich nach oben durch den Kristallitschmelzbereich begrenzt, bei Elastomeren (z. B. Gummi, Silikonkautschuk) durch den Beginn thermischer Zersetzungsprozesse. Auch bei amorphen Thermoplasten mit ausreichend hoher Molmasse spielt sie eine wichtige Rolle, geht aber oberhalb des Glasübergangs kontinuierlich in den Fließbereich über. Bei den Thermoplasten übernehmen Van-der-Waals-Kräfte und Verschlaufungen der Polymerketten die Rolle temporärer Vernetzungspunkte, bei den Elastomeren sorgen die kovalenten Vernetzungen für mechanische Stabilität während der Verformungsprozesse. Die bei einer relativen Längenzunahme ε auftretende Spannung (d. h. Spannungs dehnungs diagramm gummi candy. Rückstellkraft pro Querschnittsfläche) definiert wie üblich einen – vergleichsweise kleinen – Elastizitätsmodul E (bzw. nichtlineare Verallgemeinerungen): Die betroffenen Materialgruppen zeichnet sich im entsprechenden Temperaturbereich durch eine nichtlineare Spannungs-Dehnungskennlinie, Dämpfungs - und verformungshistorische Effekte sowie eine ausgeprägte Inkompressibilität aus.
Elastizitätsmodul E (Abkürzung E-Modul) Der Elastizitätsmodul E ist ein Materialkennwert, der den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers bei linear elastischem Verhalten beschreibt. Er definiert das Verhältnis des Spannungsanstiegs und der dabei zunehmenden Dehnung bei unbeeinflusster Querschnittsverformung des Prüfkörpers. Der Elastizitätsmodul wird mit E-Modul oder als Formelzeichen mit "E" abgekürzt und hat die Einheit einer mechanischen Spannung. Spannungs-Dehnungslinien, Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Man unterscheidet das Kurzzeit-E-Modul, bestimmt im Zugversuch (nach DIN EN ISO 527-Teil 1) sowie das Langzeit E-Modul bzw. Kriechmodul, bestimmt im Biegeversuch (nach DIN EN ISO 178) und Zugversuch (siehe Bild 1). Bild 1: Übersicht der mechanischen Prüfverfahren zur Bestimmung des E-Moduls Quelle: DIN Berlin Seine experimentelle Ermittlung erfolgt unter einachsiger Belastung, wobei die Probekörper sowohl reiner Zug- als auch Biegezugbeanspruchung ausgesetzt sein können. Der E-Modul wird werkstoffspezifisch in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm (siehe Bild 2) dargestellt.
Aus der Betrachtung der Deformationsmechanismen wird deutlich, dass die mikroskopischen Prozesse, die zur plastischen Deformation führen, bereits weit unterhalb der Fließgrenze einsetzen. Häufig lassen sie sich schon bei einer Beanspruchung im linear-viskoelastischen Bereich nachweisen, so dass Zusammenhänge zwischen Relaxationszeitspektrum und plastischem Verhalten hergestellt werden können [11]. Spannungs dehnungs diagramm gummi messingeinsat. Im Ergebnis der plastischen Deformation findet eine Orientierung der Makromoleküle statt. Die damit verbundenen Eigenschaftsänderungen sind Ziel zahlreicher Verarbeitungsprozesse. Durch die molekulare Orientierung werden entropieelastische Rückstellkräfte (siehe Entropieelastizität) hervorgerufen, die der plastischen Deformation entgegenwirken und Ursache für die bei großen Verformungen zu beobachtenden Verfestigungsprozesse sind. Bei weiterer Steigerung der Beanspruchung kommt es zum lokalen Bruch überlasteter Polymerketten, der dem makroskopischen Versagen oder Bruch des Materials vorausgeht.