Welche Kunststoffarten gibt es ?

Kunststoffe (Polymere) lassen sich nach dem Struktur-Eigenschafts-Prinzip in drei Klassen einteilen: Thermoplaste (die bei höheren Temperaturen wiederverformbar sind), Duroplaste (harte, kristalline Kunststoffe)  und Elastomere (weiche, elastische Kunststoffe).

Synthetische Kunststoffe werden durch Polymerisation (Polyaddition, Polykondensation usw.) aus Monomeren erzeugt. Als Rohstoff dient fast immer gecracktes Naphtha.  

Einteilung Kunststoffarten nach mechanisch-thermischem Verhalten:

Thermoplaste

Merkmale von Thermoplasten:

1. Verformbarkeit: Thermoplaste werden durch Erhitzen weich und formbar, was es ermöglicht, sie in verschiedene Formen zu bringen. Dies geschieht typischerweise durch Verfahren wie Spritzguss, Extrusion oder Blasformen.

2. Wiederverwendbarkeit: Da Thermoplaste durch Wärme erweicht werden können, können sie recycelt und wiederverwendet werden. Dies ist ein wichtiger Aspekt in Bezug auf Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit.

3. Breite Anwendungsbereiche: Thermoplaste finden in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung, einschließlich Verpackungen, Konsumgüter, Bauwesen, Automobilindustrie, Elektronik und Medizin.

4. Temperaturabhängige Eigenschaften: Die mechanischen Eigenschaften von Thermoplasten können sich mit der Temperatur ändern. Bei höheren Temperaturen werden sie weicher und flexibler, während sie bei niedrigeren Temperaturen härter und spröder werden können.

5. Variabilität der Eigenschaften: Thermoplaste können mit verschiedenen Additiven und Füllstoffen modifiziert werden, um ihre mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften zu verbessern oder anzupassen.

Beispiele für Thermoplaste:

• Polyethylen (PE)
• Polypropylen (PP)
  
• Polyvinylchlorid (PVC)
• Polysterol (PS)
• Polyethylenterephthalat (PET)
• Polyamide (PA)
• Polyoxymethylen (POM)
• Polybutyl-enterephthala (PBT)
  
• Polycarbonat (PC)

Duroplaste

Duroplaste sind eine weitere wichtige Klasse von Kunststoffen, die sich von Thermoplasten unterscheiden. Im Gegensatz zu Thermoplasten werden Duroplaste durch Aushärten zu einer dauerhaften, nicht umformbaren Form verfestigt. Dieser Prozess, der als Vernetzung bezeichnet wird, führt zu einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur, die nicht durch Wärme erweicht oder umgeformt werden kann.

Merkmale von Duroplasten:

1. Nicht umformbar: Duroplaste können nach der Aushärtung nicht wieder erweicht oder umgeformt werden. Dies unterscheidet sie deutlich von Thermoplasten, die durch Erhitzen verformbar sind.

2. Hohe thermische und mechanische Stabilität: Duroplaste sind in der Regel beständiger gegenüber hohen Temperaturen und mechanischen Belastungen im Vergleich zu Thermoplasten.

3. Gute elektrische Isoliereigenschaften: Viele Duroplaste besitzen ausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaften, weshalb sie in der Elektronikindustrie häufig verwendet werden.

4. Chemische Beständigkeit: Duroplaste sind oft chemisch beständig gegenüber Säuren, Basen und anderen aggressiven Substanzen.

5. Anwendungen Duroplaste: Aufgrund ihrer Härte und Beständigkeit werden Duroplaste in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter in der Automobilindustrie, bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen, elektrischen Isolatoren, Beschichtungen und bei der Herstellung von Bauteilen in der Luft- und Raumfahrt.

Beispiele für Duroplaste:

• Polyurethanschaum (PU)
• Epoxidharze
• Siliconharze

Elastomere

Elastomere sind eine Klasse von Polymeren, die sich durch ihre gummiartige Elastizität und Dehnbarkeit auszeichnen. Im Gegensatz zu Thermoplasten und Duroplasten behalten Elastomere nach einer Verformung ihre ursprüngliche Form und Größe bei, sobald die äußere Kraft entfernt wird. Sie haben die Fähigkeit, sich bei Anwendung einer Kraft zu dehnen und nach Entlastung wieder in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren. Diese Fähigkeit wird als elastisches Verhalten bezeichnet.

Merkmale von Elastomeren:

1. Elastizität: Elastomere haben eine hohe Elastizität und können sich stark dehnen, bevor sie reißen oder dauerhaft verformt werden. Diese Eigenschaft macht sie ideal für Anwendungen, bei denen Flexibilität und Dehnbarkeit gefragt sind.

2. Gummiartiges Verhalten: Im Vergleich zu anderen Kunststoffen haben Elastomere ein gummiartiges Verhalten, das es ihnen ermöglicht, sich bei Raumtemperatur zu verformen und zu verarbeiten, ohne zu schmelzen oder zu erweichen.

3. Widerstandsfähigkeit gegenüber Witterungseinflüssen: Elastomere sind oft beständig gegenüber UV-Strahlung, Ozon, Feuchtigkeit und anderen Umwelteinflüssen, was sie für den Einsatz im Freien geeignet macht.

4. Dämpfungs- und Isoliereigenschaften: Aufgrund ihrer Elastizität und Flexibilität bieten Elastomere gute Dämpfungs- und Isoliereigenschaften, weshalb sie häufig in Stoßdämpfern, Schwingungsdämpfern, Dichtungen und Isoliermaterialien eingesetzt werden.

5. Anwendungen: Elastomere finden in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung, einschließlich Automobilindustrie (z.B. Reifen, Dichtungen), Bauwesen (z.B. Schwingungsdämpfer, Abdichtungen), Medizintechnik (z.B. Handschuhe, Schläuche) und vielen anderen Bereichen, in denen Flexibilität und Widerstandsfähigkeit gefragt sind.

Beispiele für Elastgomere:

• Polyurethan
  
• Siliconelastomere

Kunststoffrecycling

In Deutschland lag die Recyclingquote im Jahr 2019 bei 55 %, womit Deutschland Vorreiter im europäischen Vergleich ist. Die restlichen 45 % werden thermisch verwertet (Müllverbrennung). 

Recylingsymbole Kunststoffe:

Einige Textpassagen wurden mit Hilfe von KI erstellt.