Polymere: Grundlagen, Typen und Anwendungen von Kunststoffen

Grundlagen der Polymere und ihre Geschichte

Ein Polymer ist ein Stoff, dessen Moleküle aus einer großen Anzahl von sich wiederholenden Einheiten, den sogenannten Monomeren, bestehen. Diese Moleküle sind um ein Vielfaches größer als die von niedermolekularen Stoffen.

Schon seit den frühesten Zeiten hat der Mensch Wege gefunden, Polymere zu behandeln: Beispielsweise wurden Tierhäute zur Lederherstellung behandelt, Wolle gefärbt und zu Fasern verwoben, wie es auch bei natürlichen Polymeren der Fall ist.

Im Allgemeinen kann man sagen, dass fast alles, was wir auf der Erde finden, Polymere sind, mit Ausnahme von Metallen und anorganischen Verbindungen. Diese lassen sich in zwei Hauptgruppen einteilen: natürliche Polymere und synthetische Polymere (Biopolymere).

Wichtige synthetische Polymere

Polyethylen (PE)

Polyethylen ist chemisch das einfachste Polymer. Es zeichnet sich durch seine Wiederholungseinheit $\text{(CH}_2-\text{CH}_2\text{)}_n$ aus. Aufgrund seiner hohen weltweiten Produktion ist es einer der häufigsten und kostengünstigsten Kunststoffe. Es ist chemisch inert.

Polypropylen (PP)

Polypropylen ist ein thermoplastisches Polymer, das aus der Polymerisation von Propylen (oder Propen) hergestellt wird. Es ist teilkristallin und findet Anwendung in Lebensmittelverpackungen, Textilien, Laborgeräten, Automobilkomponenten und transparenten Folien.

Polystyrol (PS)

Polystyrol (PS) ist ein thermoplastisches Polymer, das aus der Polymerisation von Styrol gewonnen wird. Es gibt vier Haupttypen:

• PS-Glas (GPPS): Transparent, starr und spröde.
• Hochschlagfestes Polystyrol (HIPS): Stark und undurchsichtig.
• Polystyrolschaum (EPS): Sehr leicht.
• Extrudiertes Polystyrol (XPS): Ähnlich wie EPS, aber dichter und undurchlässiger.

Polyvinylchlorid (PVC)

Polyvinylchlorid ist ein thermoplastisches Polymer, das als weißes Material erscheint. Es beginnt bei etwa $80 \,^{\circ}\text{C}$ zu erweichen und zersetzt sich oberhalb von $140 \,^{\circ}\text{C}$. Es ist bemerkenswert, dass PVC ein Zusatzpolymer und auch ein Harz aus der Polymerisation von Vinylchlorid oder Chlorethylen ist.

Polyurethan (PU)

Polyurethan ist ein Polymer, das durch die Kondensation von Polyolen mit Polyisocyanaten erhalten wird. Es wird in zwei Hauptgruppen unterteilt: Duroplaste (feste Polymere) und thermoplastische Polyurethane (TPU).

Polyethylenterephthalat (PET)

Polyethylenterephthalat ist eine Art von Kunststoff, die zur Gruppe der synthetischen Polyester gehört. Es wird weit verbreitet in Getränkeflaschen und als Grundmaterial für Textilien verwendet.