Klassifizierung und Eigenschaften von Kunststoffen

Kunststoffe sind Materialien, die aus Polymeren bestehen, welche aus langen Ketten von Kohlenstoffatomen gebildet werden. Je nach ihrer Herkunft unterscheidet man zwischen natürlichen Kunststoffen (direkt aus Rohstoffen wie Cellulose, Cellophan oder tierischen Produkten wie Kasein gewonnen) und synthetischen Kunststoffen (Verbindungen aus Erdöl, Erdgas oder Kohle). Die meisten Kunststoffe gehören zur synthetischen Gruppe. Der industrielle Prozess der Umwandlung wird Polymerisation genannt.

1. Thermoplaste

Thermoplaste werden aus Erdölverbindungen gewonnen. Ihre Molekülketten sind nur schwach miteinander verbunden. Sie erweichen beim Erhitzen und können beliebig oft geformt werden, da sie beim Abkühlen ihre Form beibehalten. Dieser Vorgang kann immer wieder wiederholt werden.

• PVC (Polyvinylchlorid): Zähe und wasserdichte Rohre, Schuhe, Handschuhe.
• Polystyrol: In harter Form transparent und pigmentiert (Verpackungsfolien); in expandierter oder weicher Form schwammig (Verpackungen, Schall- und Wärmedämmung).
• Polyethylen: Hohe Dichte (fest und stark, transparente Behälter, Flaschen); niedrige Dichte (weich, leicht, transparent, für Tüten und Gläser).
• Perspex (Plexiglas): Transparent, Einsatz in Scheinwerfern, Fenstern, Schutzbrillen.
• Teflon (Fluorpolymer): Antihaftbeschichtet, Verwendung in Haushaltsgeräten und Arbeitsplatten.
• Cellophan: Transparent, flexibel, stark glänzend; Verwendung für Verpackungen.
• Nylon (PA oder Polyamid): Transluzent, glänzend, flexibel und wasserfest; wird für Stoffe und Zahnbürsten verwendet.

2. Duroplaste (wärmehärtende Kunststoffe)

Diese Kunststoffe werden ebenfalls aus Erdöl gewonnen. Sie bestehen aus Ketten, die in verschiedenen Richtungen stark miteinander vernetzt sind. Bei Wärme versteifen sie sich und können nur einmal geformt werden; danach verformen sie sich nicht mehr. Sie sind oft härter als Thermoplaste, aber auch spröder.

• Polyurethan (PUR): Schwammig und flexibel oder massiv und elastisch; Einsatz in Schaumstoffmatratzen, Sitzen, Schwämmen, Stäben, Klebstoffen und Lacken.
• Phenolharz (PH) / Bakelit: Mit Glasfasern stoßfest, hitzebeständig, dunkel gefärbt; elektrisch isolierend; Verwendung für Griffe von Kochgeschirr, Zahnräder, Gehäuse, Steckdosen und Schalter.
• Melamin: Leicht, stark, hart, geruch- und geschmacklos; gute Wärmedämmung; Einsatz in der Elektroindustrie, für Geschirr und Behälter.

3. Elastomere

Diese Kunststoffe werden durch Vulkanisation gewonnen (Mischung von Schwefel und Gummi bei 160 °C), was ihnen elastische Eigenschaften verleiht. Sie bestehen aus seitlich befestigten Ketten, die in sich gefaltet sind. Wenn Kraft angewendet wird, dehnen sich die Ketten, was ihnen große Elastizität und Härte verleiht.

• Naturkautschuk (Latex): Resistent und träge; Einsatz in thermischer und elektrischer Isolierung, Matratzen und Reifen.
• Synthetischer Kautschuk: Aus Erdölprodukten gewonnen; beständig gegen Chemikalien; Verwendung für Reifen, Lenkräder, Stoßstangen, Schläuche, Schwämme, Handschuhe und Matratzen.
• Neopren: Ein synthetischer Gummi; härter, haltbarer und wasserdicht; Verwendung in Tauchanzügen, Schläuchen und Handschuhen.

Eigenschaften von Kunststoffen

Physikalische Eigenschaften

Die spezifischen Eigenschaften variieren je nach Kunststoffart, aber die häufigsten Merkmale sind:

• Mechanisch: Verformbarkeit, Zähigkeit, Festigkeit, Härte, Elastizität, Steifigkeit und Flexibilität.
• Akustisch: Gute Schalldämmung.
• Thermisch: Gute Wärmedämmung.
• Elektrisch: Hervorragende elektrische Isolierung.
• Sonstige: Geringe Dichte (leicht) und wasserdicht.

Ökologische Eigenschaften

Die meisten Kunststoffe sind nicht biologisch abbaubar. Sie können durch Verbrennung entsorgt oder recycelt werden:

• Chemisches Recycling: Rückgewinnung der ursprünglichen chemischen Bestandteile.
• Mechanisches Recycling: Hierbei wird der Kunststoff zu Granulat zerkleinert, um daraus neue Kunststoffprodukte oder Agglomerate herzustellen.