Kunststoffe

Verarbeiter

KunststoffeAls Kunststoffe bezeichnet man Stoffe, deren Grundbestandteil synthetisch oder halbsynthetisch erzeugte Polymere sind.

Durch die Auswahl des Ausgangsmaterials, das Herstellungsverfahren und die Beimischung von Additiven lassen sich technische Eigenschaften von Kunststoffen wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur- und chemische Beständigkeit in weiten Grenzen variieren. Kunststoffe werden zu Formteilen, Halbzeugen, Fasern oder Folien weiterverarbeitet.

Halbsynthetische Kunststoffe entstehen durch die Verarbeitung natürlicher Polymere (zum Beispiel Zellulose zu Zelluloid). Synthetische Kunststoffe werden durch Polymerisation (Polyaddition, Polykondensation usw.) aus einem Monomer erzeugt. Rohstoff ist meist Naphta.

Umgangssprachlich wird Kunststoff oft als Plastik (alte Bundesländer) oder Plaste (neue Bundesländer) bezeichnet, selbst wenn das Material eigentlich elastisch ist.


Thermoplaste

Thermoplaste sind Kunststoffe, die sich unter dem Einfluss von Wärme (Thermo) plastisch (plaste) verformen lassen.

In der Regel bestehen Thermoplaste aus Polymeren, aus linearen oder wenig verzweigten Kettenmolekülen. Werden sie erwärmt, lassen sie sich durch Zug strecken. Bei stärkerer Erwärmung können sie unbegrenzt eingeschmolzen und neu geformt werden. Darin unterscheiden sie sich von den Duroplasten.

Thermoplaste wurden ursprünglich vor allem im Spritzgießverfahren verarbeitet, weshalb man sie auch als Spritzmassen bezeichnete (im Gegensatz zu Duroplasten, die man Pressmassen nannte). Heute ist die Extrusion ein weiteres wichtiges Verarbeitungsverfahren.

Zu den Thermoplasten zählen z. B. Polyethylen und Polyamid, das erste war Celluloid.

Thermoplaste werden weiter in amorphe (erweichende) und kristalline (schmelzende) unterteilt. Eine Sonderform der amorphen Thermoplaste bilden die sogenannten Chandrall-Polymere.

Es können auch verschiedene Thermoplaste vermischt werden, das Produkt nennt man dann Polyblend.


Duroplaste

Duroplaste, auch Duromere genannt, sind Kunststoffe, die nach ihrer Aushärtung nicht mehr verformt werden können.

Beim Aushärtungsprozess bilden sich lineare Kettenmoleküle, die sich auch untereinander dreidimensional vernetzen und dabei eine stabile Struktur bilden. Nach dem Aushärten können sie ihre Form nicht mehr verändern. Auf mechanische Einwirkung reagieren sie mit Rissen oder Sprüngen. Bei Erwärmung erweicht das molekulare Netzwerk im Gegensatz zu den Thermoplasten nicht, Duroplaste werfen anfangs oft Blasen, schrumpfen, springen und zerbröseln.

Zu den Duroplasten zählen die Aminoplaste und die Phenoplaste, die beide über Methylenbrücken (—CH2—) oder Methylenetherbrücken miteinander verbunden sind.

Duroplaste aus Kunstharzen gehören zu den ersten industriell produzierten Kunststoffen. Ursprünglich konnten sie nur in Pressformen aus ihren Vorstufen (z.B. Phenoplaste aus Phenolharzen) hergestellt werden und wurden deshalb auch als Pressmassen bezeichnet, im Gegensatz zu Thermoplasten, die man als Spritzgießmassen bezeichnete. Erst ab Mitte der 1960er Jahre wurden Verfahren entwickelt, die die Herstellung von Duroplasten im Spritzgießverfahren ermöglichten.


Elastomere

Elastomere sind formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe. In der Regel handelt es sich bei Elastomeren um Polymere oder Polyaddukte wie Polyurethan.

Die Makromoleküle von Elastomeren sind nur an einigen Stellen miteinander verbunden und bilden ein weitmaschiges räumliches Netz. Dadurch weisen sie eine hohe Elastizität auf, das besondere Merkmal der Elastomere. Die Kunststoffe können sich bei Zug- und Druckbelastung verformen, finden aber danach wieder in ihre Ausgangsform zurück. Sie können also nicht dauerhaft plastisch verformt werden.

Normalerweise sind sie nicht schmelzbar, manche Elastomere sind in bestimmten Temperaturbereichen aber thermoplastisch, wie etwa der Ersatz für Naturkorken in den Weinflaschen.