Kunststoffe: Arten, Eigenschaften und Verarbeitungstechniken (SEO-Optimiert)

Grundlagen und Arten von Kunststoffen

Kunststoffe bestehen aus Polymeren, die lange Ketten von Atomen enthalten, hauptsächlich Kohlenstoff.

Arten von Kunststoffen nach ihrer Herkunft

• Natürliche Kunststoffe: Abgeleitet aus pflanzlichen oder tierischen Rohstoffen.
• Synthetische (Künstliche) Kunststoffe: Gewonnen aus Erdöl, Erdgas oder Kohle.

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaften wie Härte, Elastizität, Steifigkeit, Zähigkeit und Flexibilität unterscheiden bestimmte Kunststoffe voneinander.

Umweltschutz und Recycling

Umweltschutz: Die meisten Kunststoffe sind nicht biologisch abbaubar und werden zur Entsorgung verbrannt. Es gibt jedoch auch biologisch abbaubare Kunststoffe, wie zum Beispiel BIOPOL.

Kunststoffe können dem Recycling unterworfen werden. Es gibt zwei Hauptarten:

• Chemisches Recycling: Besteht in der Rückgewinnung der ursprünglichen Bestandteile, um neue Materialien zu erhalten.
• Werkstoffliches Recycling: Bei diesem Prozess werden die Materialien zu einem Granulat zerkleinert, um daraus neue Kunststoffprodukte herzustellen.

Klassifizierung nach Wärmeverhalten

Thermoplaste

THERMOPLASTISCHE Kunststoffe: Die meisten thermoplastischen Compounds werden aus Erdöl gewonnen. Sie bestehen aus Ketten, die schwach aneinander gebunden sind. Diese Materialien erweichen beim Erwärmen und können durch Abkühlen in neue Formen gebracht werden. Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden.

Beispiele für Thermoplaste:

• PVC (Polyvinylchlorid): Rohre, Schuhsohlen, Handschuhe, Schläuche.
• Polystyrol: Transparente Folien für Verpackungen, Lebensmittelverpackungen.
• Polyethylen: Haushaltsgeräte, Beutel, Tüten, Gläser, Teller.
• Methacrylat: Scheinwerfer, Fahrerfenster von Autos, beleuchtete Zeichen, Brillen, Uhren.
• Teflon: Küchenutensilien, Oberflächen von Arbeitsplatten.
• Cellophan: Verpackungsbasis, Verpackungen.
• Nylon: Gewebe, Zahnbürsten, Schnürsenkel.

Duroplaste (Thermosets)

Thermostabile Kunststoffe: Sie bestehen aus eng miteinander verbundenen Ketten in unterschiedliche Richtungen. Sie vernetzen sich durch Hitzeeinwirkung, werden starr und können nach dem ersten Erhitzen nicht mehr verformt werden. Im Allgemeinen sind sie hart, extrem langlebig und spröder als Thermoplaste. Beispiele: Polyurethan, Bakelit und Melamin.

Elastomere

Elastomere: Diese Kunststoffart wird durch Vulkanisation hergestellt. Dieser Prozess, erfunden vom Amerikaner Charles Goodyear (1800–1860), besteht aus der Mischung von Schwefel und Gummi bei 160 ºC, wodurch das Material elastische Eigenschaften erhält.

Elastomere sind durch seitlich angebrachte Ketten geformt und in sich selbst gefaltet, wie eine Kugel. Wenn Kraft angewendet wird, spannen sich die Ketten, was dem Material eine große Elastizität, Haftung und Härte verleiht.

Verfahren der Kunststoffverarbeitung

Extrusion

TECHNISCHE DATEN zur Konformation: Die Extrusion

1. Das thermoplastische Material wird in Form von Granulat durch den Trichter des Extruders in einen vorgewärmten Zylinder eingeführt.
2. Der Zylinder enthält eine Spindel oder große Schraube, die das Material aufschmilzt und es zwingt, durch eine Düse in eine Form zu gelangen.
3. Das geformte Material kühlt langsam ab und erstarrt in einem Kältebad.
4. Schließlich wird es durch ein Sammelsystem, das von einem Antrieb bewegt wird, aufgenommen.

Kalander

Kalander: Es besteht darin, das Thermoplast zwischen rotierenden Walzen hindurchzuführen, um kontinuierliche Platten und Folien zu erhalten. Es können Oberflächen mit unterschiedlichen Texturen (matt, glänzend usw.) erzielt werden, abhängig von der Beschichtung der oberen Walze.

Vakuumformen

VACUUMFORMUNG: Diese Technik wird hauptsächlich bei großen Kunststoffplanen angewendet. Schritte:

• Das thermoplastische Material wird in eine Form eingelegt.
• Der Film wird erhitzt, um das Material zu erweichen.
• Anschließend wird die Luft unter der Platte abgesaugt, wodurch ein Vakuum entsteht, sodass sich das Material an die Formwände anlegt und die gewünschte Form annimmt.
• Nach dem Abkühlen wird die Form geöffnet, um das Teil zu entnehmen.

Blasformen

Blasformen: Ein Rohr wird in eine Hohlform eingeführt, deren untere Fläche der Form des gewünschten Objekts entspricht. Nach dem Schließen der Form wird Druckluft in das Rohr injiziert, sodass das Material die Wände der Form berührt und diese annimmt. Nach dem Abkühlen wird die Form geöffnet und das Teil entnommen.

Spritzguss

Spritzguss (Thermoplast): Geschmolzenes Material wird in eine Form gespritzt. Wenn das Material abgekühlt und verfestigt ist, wird das Werkzeug geöffnet und das Teil entnommen.

Formpressen (Duroplast): Duroplastisches Material wird in Pulverform in eine weibliche Form eingebracht. Eine männliche Form wird dagegen gedrückt und erhitzt, um das Material zu erweichen. Das Material nimmt die Form des inneren Hohlraums jeder Form an. Nach dem Abkühlen wird das Teil entnommen.