Kunststoffe: Eigenschaften, Arten und Verarbeitung

Kunststoff ist ein flexibles und beständiges Material, das als schlechter Leiter für Strom und Wärme gilt. Es lässt sich hervorragend mit einer Vielzahl von Farbpigmenten mischen.

Chemische Grundlagen

• Makromoleküle: Große Moleküle. Kunststoffe bestehen aus sehr langen Molekülen, den sogenannten Makromolekülen.
• Monomer: Ein Molekül, das aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen besteht.
• Polymer: Ein Stoff, der durch die chemische Verknüpfung von Monomeren entsteht. Natürliche Polymere sind beispielsweise Cellulose oder Gummi.

Monomere werden aus Erdöl, Kohle oder Erdgas gewonnen. Die Polymerisationsreaktion findet in Fabriken statt, wenn Monomere miteinander verbunden werden, um ein Polymer zu bilden. Dies geschieht durch chemische Reaktionen unter spezifischen Druck- und Temperaturbedingungen. In einem Reaktor wird ein Monomer zusammen mit einem Lösungsmittel und einem Katalysator oder Aktivator gemischt. Das daraus resultierende flüssige Polymer wird in einen Trockner geleitet, vom Lösungsmittel getrennt und getrocknet. Das fertige Polymer wird anschließend in einem Brecher zu Polymerpulver verarbeitet.

Eigenschaften von Kunststoffen

• Schlechte elektrische und thermische Leiter.
• Extrem haltbar und leicht.
• Gute Brennbarkeit (Combustibilität).
• Hohe Plastizität.
• Wirtschaftlich, vielseitig und einfach zu verarbeiten.
• Leicht mit anderen Materialien kombinierbar.
• Nachteil: Verlust der Materialeigenschaften bei hohen Temperaturen.

Klassifizierung von Kunststoffen

• Thermoplaste: Diese verformen sich durch Hitze und verfestigen sich beim Abkühlen. Sie können mehrfach recycelt werden.
• Duroplaste (Thermostabile): Sie erhalten ihre Form durch Druck oder Wärme. Während des Prozesses werden die Polymerketten fest miteinander verknüpft. Diese Kunststoffe sind starr, temperaturbeständig, aber spröde und können nicht wiederverwendet werden.
• Elastomere: Sie bilden ein Netzwerk, das sich dehnen lässt und wieder zusammenzieht. Die Ketten können aneinander gleiten, halten jedoch Hitze nicht stand und zersetzen sich bei mittleren Temperaturen. Ein Recycling durch Wärme ist hier nicht möglich.

Verarbeitung von Kunststoffen

Zu den gängigen Verfahren gehören: Spritzgießen, Extrusion, Blasformen (z. B. für Coca-Cola-Flaschen oder Preforms), Formpressen, Spinnen (ähnlich wie bei einer Dusche), Laminieren und Schäumen (unter Hitzeeinwirkung).

Werkzeuge und Bearbeitung

Im Zusammenhang mit Kunststoff werden permanente Marker zur Kennzeichnung verwendet. Bei der Bearbeitung kommen Werkzeuge wie Bohrer, Feilen (z. B. Rundfeilen), Hartmetall-Papier zum Entgraten sowie Techniken zum Biegen und Falten zum Einsatz. Bekannte Marken oder Typen in diesem Bereich sind unter anderem Tous und Primo, sowie grobe Eisen für spröde Kunststoffe oder expandierter Kunststoff.