Kunststoffe - Eine Einführung

Definition und Grundlagen

• Kunststoffe sind Werkstoffe, die künstlich oder durch Abwandlungen von Naturprodukten pflanzlicher oder tierischer Art entstehen.
• Sie basieren auf organischen Makromolekülen.
• Natürliche Ausgangsprodukte: z.B. Maisstärke, Schlachtabfälle.
• Künstliche Ausgangsstoffe: überwiegend Erdöl (98% der Produktion).

Aufbau und Struktur

• Organisch bedeutet: aufgebaut aus Makromolekülen.
• Makromoleküle: Bestehen aus mehreren gleichen oder unterschiedlichen Bausteinen, Atome oder Atomgruppen.
• Netzwerkstruktur: Kunststoffe sind vernetzte Moleküle, bestehen oft aus Kohlenwasserstoffverbindungen.
• Modifikationen: Anstatt Wasserstoff können auch Fluor oder Chlor Bestandteile sein (z.B. PVC).

Klassifizierung der Kunststoffe

• Unterscheidung nach dem Vernetzungsgrad:
  • Thermoplaste
  • Elastomere
  • Duroplaste

Thermoplaste

• Amorphe Thermoplaste: Ungeordnete Kohlenwasserstoffketten, chemisch inert, durchsichtig (z.B. Plexiglas).
• Teilkristalline Thermoplaste: Teilweise geordnete Strukturen, eher milchig, bei Temperatur erweichen sie und lassen sich formen.

Elastomere

• Chemische Vernetzung: Kohlenstoffatome bilden Knotenpunkte.
• Gummielastisch: Verformbarkeit durch Entropie, nicht durch atomare Bindungskräfte.
• Nicht plastisch verformbar: Aber gummiartig elastisch.

Duroplaste

• Stark vernetzt: Viele Kohlenstoff-Knotenpunkte.
• Nicht plastisch verformbar: Auch nicht bei Erhitzung.
• Eigenschaften bei Verbrennung: Blähen auf, was zu Flashover führen kann.

Mechanische Eingenschaften

• Thermoplaste: Schmelzbar, verformbar.
• Elastomere: Elastisch, nicht plastisch verformbar.
• Duroplaste: Kaum elastisch, nicht plastisch verformbar.

Ausblick

• Nächste Themen: Einteilung nach Entstehungsreaktionen.