Ein Wegweiser durch die Plastik-Welt
Einteilung und Eigenschaften verschiedener Kunststoffe
Mit „Plastik“ oder „Kunststoff“ bezeichnen wir im Alltag gemeinhin das Material, aus dem eine Fülle an verschiedenen Gebrauchsgegenständen besteht – Verpackungsfolien, Plastiktüten, Spielzeug, Handyhüllen, Tupperdosen. Doch was bedeuten die Bezeichnungen PVC und Polyurethan? Was ist der Unterschied zwischen Duroplasten und Elastomeren? Um in der bunten Welt der Kunststoffe den Überblick zu behalten, finden Sie hier eine kleine Orientierungshilfe.
Einteilung und Eigenschaften verschiedener Kunststoffe
Mit „Plastik“ oder „Kunststoff“ bezeichnen wir im Alltag gemeinhin das Material, aus dem eine Fülle an verschiedenen Gebrauchsgegenständen besteht – Verpackungsfolien, Plastiktüten, Spielzeug, Handyhüllen, Tupperdosen. Auch da, wo man es weniger vermutet hätte, verbergen sich im Alltag Kunststoffe – in Autolacken oder Küchenschwämmen zum Beispiel.
Doch was bedeuten die Bezeichnungen PVC und Polyurethan? Was ist der Unterschied zwischen Duroplasten und Elastomeren? Um in der bunten Welt der Polymere – dem Überbegriff für alle Kunststoffe – den Überblick zu behalten, finden Sie hier eine kleine Orientierungshilfe.
Alle Kunststoffe bestehen aus sehr langen und ineinander verschlungenen Molekülketten, so genannten Polymeren. Diese Polymere werden aus einzelnen Bausteinen, den Monomeren, gebildet. Kunststoffe sind so vielseitig, weil sich ihre Eigenschaften durch die Art des Ausgangsmaterials, der Herstellungsverfahren und der Zugabe mit Zusatzstoffen, so genannten Additiven, beinahe beliebig festlegen lassen. Daher gibt es seit dem Anfang des Siegeszugs der Kunststoffe Mitte des letzten Jahrhunderts beinahe alles aus Kunststoff – Kleidung, Parkbänke oder Fertighäuser. Kunststoffe sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken.
Eine große Familie
Die Familie der Kunststoffe lässt sich in drei große Gruppen einteilen: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere. Während Thermoplaste durch Erwärmung eingeschmolzen werden können und nach der Abkühlung wieder die ursprünglichen Materialeigenschaften einnehmen, ändert sich bei Duroplasten die chemische Zusammensetzung, wenn man sie erwärmt. Daher können diese Kunststoffe nicht eingeschmolzen und wiederverwertet werden. Die dritte Kategorie bilden die Elastomere. Jede dieser Gruppen hat besondere Eigenschaften, die sie für die Anwendung im Alltag oder in der Industrie geeignet macht.
Thermoplaste
Ob am Pfandautomat, im Schreibwarenladen oder im Elektrofachhandel – überall begegnen uns Kunststoffe, die zu den Thermoplasten gehören. Wer schon einmal heißes Wasser in eine PET-Flasche gefüllt hat oder eine Plastikverpackung zu nah am Grill stehen ließ, weiß: Thermoplaste werden durch Erwärmung formbar, unter großer Hitze schmelzen sie. Sie behalten nach der Abkühlung ihre neue Form bei, können aber theoretisch durch Wiedererhitzung beliebig oft verformt werden. Die meisten der Kunststoffe, die heute hergestellt und genutzt werden, fallen unter diese Kategorie.
Zu den Thermoplasten gehören unter anderem Materialien wie Polyethylen (PE), das der weltweit am meisten verbrauchte Kunststoff ist. Während PE mit niedriger Dichte (LDPE) vor allem für Folien und andere dünnschichtige Produkte eingesetzt wird, kennt man die etwas stabileren Materialien der Gruppe HDPE zum Beispiel von Flaschen für Reinigungsmittel im Haushalt und größere Behälter wie Abfalltonnen.
Auch Polypropylen (PP) wird oft für Verpackungen verwendet. Seine wichtigste Eigenschaft ist die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdungsbrüche, so dass beispielsweise Brillenetuis mit einer PP-Verbindung zwischen beiden Schalenteilen immer wieder gebogen werden können, ohne zu brechen.
Polyamid (PA) wird vor allem für Textilien verwendet, aber auch für die Bespannung von Tennisschlägern. Das Material hat eine sehr glatte Oberfläche und verfügt über eine hohe Zugefestigkeit.
Polyethylenterephthalat (PET) kennt man vor allem von PET-Flaschen, aber auch als Textilfaser wird es unter dem Namen Polyester in viele Gegenständen des Alltags verwendet – zum Beispiel Folien oder Textilfasern.
Weitere bekannte Thermoplaste sind Polycarbonat (PC), das in Brillengläsern, Solarmodulen und Schutzhelmen verwendet wird, Polystyrol (PS), das man als geschäumten Dämmstoff kennt, oder Polyvinylchlorid (PVC), das in Rohren und Fußbodenbelägen Anwendung findet. Die Obergruppe der Thermoplaste umfasst also eine Vielzahl an Eigenschaften und Anwendungsgebieten. Wenn man zwei oder mehr Thermoplaste miteinander vermischt, um ein Material mit neuen Eigenschaften zu erhalten, nennt man das Ergebnis ein Polyblend.
Duroplaste
Duroplaste werden bei ihrer Herstellung einmal chemisch gehärtet und behalten danach auch bei Erwärmung ihre Form. Zu große Hitze allerdings zersetzt das Material und macht es spröde. Duroplaste werden meist dort verwendet, wo sie auch unter stark schwankenden Temperaturen ihre Stabilität unter Beweis stellen können, zum Beispiel in Elektroinstallationen oder im Freien.
Im Alltag kennt man sie zum Beispiel von Tretbootverkleidungen oder Spielgeräten auf dem Kinderspielplatz. Bekannte Duroplast-Arten sind Polyesterharze, aber auch der erste industriell gefertigte Kunststoff Bakelit – aus dem antike Telefone hergestellt wurden – oder Polyurethanharze, die man beispielsweise in Lacken findet.
Elastomere
Elastomere überstehen eine Erwärmung unbeschadet und können ihre Form unter Druck oder Dehnung verändern, um danach wieder in den Ausgangszustand zurück zukehren – ein Beispiel hierfür sind Gummibänder, die man im Haushalt oder im Büro nutzt. Der Ausgangsstoff ist Kautschuk, ein Naturprodukt, der beispielsweise durch Vulkanisation mit Schwefel dauerhaft dehnbar gemacht wird. Auch Auto- oder Fahrradreifen bestehen aus Elastomeren.