Einteilung der Kunststoffe nach ihren Eigenschaften
Hier fehlen noch die Bilder der Strukturen!!!
Ein wichtiges Merkmal für Kunststoffe ist ihr Verhalten beim Erwärmen. Es lassen sich dabei drei große Gruppen unterscheiden: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere.
Thermoplaste
Sie bestehen aus den linearen oder wenig verzweigten Molekülen
unterschiedlicher Länge, die durch Wasserstoffbrückenbindungen oder
VAN-DER-WAALS-Bindungen zusammengehalten werden. Wird der Kunststoff
erwärmt, geraten die Makromoleküle in Schwingungen, wobei die
zwischenmolekularen Bindungen, allmählich überwunden werden. Die
Makromoleküle können dadurch aneinander vorbeigleiten, der Thermoplast
erweicht und schmilzt schließlich.
Ausgenutzt wird diese Eigenschaft bei
der Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe. Bei höherer Temperatur
lassen sie sich in beliebige Formen pressen.
Nach dem Abkühlen erhält man ein festes thermoplastisches Formteil.
Duroplaste
Im Gegensatz zu Thermoplasten werden duroplastische Kunststoffe auch bei hohen Temperaturen nicht weich oder zähflüssig. Sie lassen sich deshalb auch nicht in der Wärme verformen. Diesem Verhalten von Duroplasten liegt eine netzartige Struktur zugrunde. Hier sind die Monomere durch Elektronenpaarbindungen dreidimensional engmaschig vernetzt. Erhitzt man duroplastische Kunststoffe, so bleibt die dreidimensionale Struktur erhalten. Erst bei sehr hohen Temperaturen (ca. 300°C) zerreißt das Netz. Elektronenpaarbindungen werden gespalten, der Kunststoff zersetzt sich, kleinere Moleküle werden frei und der Duroplast verkohlt. Duroplastische Kunststoffe müssen daher bereits bei der Synthese die gewünschte Endform erhalten. Nach dem Aushärten kann ein duroplastischer Gegenstand nur noch mechanisch, durchs Sägen, bohren oder schleifen bearbeitet werden.
Elastomere
Kunststoffe, die sich bei mechanischer Belastung wie Gummi verhalten,
bezeichnet man als Elastomere. Diese Polymere lassen sich durch Zug oder
Druck leicht verformen. Wegen ihrer hohen Elastizität kehren sie danach immer
wieder in die ursprüngliche Form zurück.
Die Struktur von Elastomeren erinnert an duroplastische Molekülnetze.
Im Unterschied zu diesen sind die Netzstrukturen bei Elastomeren aber viel
weitmaschiger. Im gespannten Zustand zeigen Elastomere beim Erwärmen eine
überraschende Eigenschaft:
Sie dehnen sich nicht aus, sondern sie schrumpfen.
Der Grund dafür liegt in einer stärkeren Schwingung der Netzfäden bei
Temperaturerhöhung. Die Netzknoten rücken dadurch näher aneinander, so dass
Makromoleküle sich zusammenziehen. Bei hoher Temperatur zersetzen sich
Elastomere ähnlich wie Duroplaste. Auch die Verarbeitung von Elastomeren
Erfolgt im Prinzip wie bei Duroplasten. Sie werden meist unter Einwirkung von
Hitze und Druck in der Endform synthetisiert.
Text erstellt von I. A. 7.12.2014