Kunststoffe: Herkunft, Eigenschaften und Verarbeitung

1. Kunststoffe: Herkunft und Transformation

Kunststoffe sind ein wesentliches Element in der Entwicklung verschiedener Sektoren. Sie bestehen aus Polymeren, die lange Ketten von Kohlenstoffatomen bilden.

Herkunft der Kunststoffe

• Natürliche Kunststoffe: Werden direkt aus pflanzlichen oder tierischen Materialien gewonnen.
• Synthetische oder künstliche Kunststoffe: Werden aus Verbindungen von Erdöl, Erdgas oder Kohle hergestellt.

Die industrielle Verarbeitung dieser Rohstoffe erfolgt durch Polymerisation. Bei der Herstellung werden häufig Zusatzstoffe wie Füllstoffe, Weichmacher oder Pigmente hinzugefügt.

Eigenschaften von Kunststoffen

Die Eigenschaften hängen von der Zusammensetzung ab:

• Physikalische Eigenschaften: Härte, Elastizität, Steifigkeit, Zähigkeit und Flexibilität.
• Ökologische Eigenschaften: Die meisten Kunststoffe sind nicht biologisch abbaubar und werden oft verbrannt. Es gibt jedoch auch biologisch abbaubare Varianten.

Recyclingverfahren

• Chemisches Recycling: Rückgewinnung der ursprünglichen Bestandteile zur Herstellung neuer Materialien.
• Werkstoffliches Recycling: Zerkleinerung zu Granulat, um neue Kunststoffmischungen oder Verbundwerkstoffe zu produzieren.

2. Klassifizierung der Kunststoffe

• Thermoplaste: Bestehen aus schwach verbundenen Ketten. Sie werden beim Erhitzen weich und lassen sich formen.
• Duroplaste: Bestehen aus eng vernetzten Ketten in verschiedene Richtungen. Sie werden beim Erhitzen starr.
• Elastomere: Werden durch Vulkanisation gewonnen. Die Ketten sind gefaltet und seitlich miteinander verbunden.

3. Formgebungsverfahren

• Extrusion: Thermoplastisches Granulat wird in einem beheizten Zylinder geschmolzen, durch eine Form gepresst und anschließend abgekühlt.
• Kalander: Das Material wird zwischen rotierenden Zylindern zu Blechen oder Folien gewalzt.
• Vakuumformen: Eine erwärmte Kunststoffplatte wird durch Unterdruck an die Wände einer Form gesaugt.
• Blasformen: Ein röhrenförmiges Material wird in eine Hohlform eingebracht und durch Druckluft an die Wände gepresst.
• Spritzguss: Geschmolzenes Material wird unter Druck in eine Form gespritzt.
• Formpressen: Duroplast-Pulver wird in einer Form unter Hitze und Druck in die gewünschte Form gebracht.

4. Bearbeitungstechniken

Schneiden und Trennen

• Kutter: Zum Schneiden von Platten unterschiedlicher Dicke.
• Scheren: Für weiche und flexible Folien.
• Stahlspitze: Für Bleche bis 1 mm Dicke.
• Laubsäge: Für weiche Kunststoffe bis 1 mm Dicke.
• Stichsäge: Zum Schneiden großer Platten.
• Presse oder Stanze: Für Bleche bis 5 mm Dicke.
• Heißdraht: Zum Schneiden weicher thermoplastischer Folien.
• Bohrer: Zum Einbringen von Löchern.
• Feile und Raspel: Die Feile dient der Bearbeitung harter Materialien, die Raspel der Bearbeitung weicher Materialien.

Verbindungstechniken

Demontierbare Verbindungen

• Schraubverbindungen: Verwendung von Bolzen, Muttern oder direktem Gewinde im Material.

Feste Verbindungen

• Klebstoffe: Dauerhafte Verbindung zweier Flächen durch chemische Stoffe.
• Schweißen: Verbindung von Thermoplasten durch Hitze und Druck.