3.2.1 Kunststoffarten

Kunststoffe sind Materialien, die in der Hauptsache aus makromolekularen organischen Verbindungen bestehen und durch chemische Umsetzungen entstehen. Makromolekular heißt, dass die kleinsten Bauteilchen der Kunststoffe nicht einzelne Moleküle, sondern vielmehr ganze Molekülklumpen bzw. Molekülfäden sind. Makromoleküle (makros kommt aus dem Griechischen und heißt groß) sind damit Groß- oder Riesenmoleküle, die aus mehreren Hundert bis einigen Tausend kleiner Moleküle aufgebaut sind. Diese Moleküle sind aber noch so unendlich klein, dass sie im Kunststoff mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Kunststoffe sind deshalb organische Verbindungen, weil sie alle das chemische Element Kohlenstoff enthalten, das in allen lebenden Organismen vorkommt.

Allen Kunststoffen gemeinsam sind das leichte Gewicht, die gute Isolation gegen elektrischen Strom und die Korrosionsfestigkeit, d. h., sie werden von Wasser, Salzen, Säuren, Laugen und vielen Chemikalien nicht angegriffen.
Nachteilig ist, dass sie nicht wärmefest sind, d. h., bei Temperaturen von über 200°C tritt bereits eine Zersetzung ein. Ferner sind sie elektrostatisch aufladbar, was dazu führt, dass sie Staub anziehen und zusammenkleben, was das Trennen erschwert.

Nach den Ausgangsstoffen und der Entstehung unterscheidet man halb- oder teilsynthetische und vollsynthetische Kunststoffe.

Teilsynthetische Kunststoffe werden aus makromolekularen Naturstoffen hergestellt, wobei diese durch chemische und physikalische Prozesse abgewandelt werden. Der makromolekulare Ausgangsstoff ist meist die Zellulose, die das Produkt eines Naturvorganges, der sog. Assimilation, ist. Aus dieser Zellulose wird durch Einwirkung von Laugen oder Säuren Zellglas, häufiger unter der Markenbezeichnung Cellophan bekannt, oder Zelluloseazetat gewonnen.
Die Rohstoffbasis für vollsynthetische Kunststoffe sind die Grundstoffe Erdöl, Erdgas, Kohle, Kalk, Wasser u. a. Diese Ausgangsstoffe sind niedermolekular, d. h., sie bestehen aus kleinen Molekülen, den sog. Monomeren. Die Herstellung der Kunststoffe erfolgt in der Vollsynthese durch Verknüpfen der Monomere zu Makromolekülen, auch Polymere genannt. Die Verknüpfung oder der Zusammenschluss von Einzelmolekülen zu ketten- oder fadenförmigen Riesenmolekülen ist ein sehr komplizierter chemischer Vorgang. Er wird als Polymerisation bezeichnet. Es entstehen völlig neue Stoffe mit ganz anderen Eigenschaften als denen der Grundstoffe.

Aufgrund der linearen oder räumlichen Vernetzung der Riesenmoleküle und des Verhaltens bei Einwirkung von Wärme unterteilt man die vollsynthetischen Kunststoffe auch in Thermoplaste und Duroplaste.

Thermoplaste sind Kunststoffe, die unter Wärmeeinwirkung, meist zwischen 80 °C und 160°C, weich, biegsam und lappig werden. In diesem Zustand lassen sie sich beliebig verformen. Beim Erkalten oder Abkühlen werden sie wieder fest und behalten die neue Form. Dieser Vorgang lässt sich beliebig oft wiederholen. Bei höherer Erwärmung als 160°C gehen die Thermoplaste in den plastischen (teigigen) Zustand über und lassen sich verschweißen.

Duroplaste sind Kunststoffe, die nur einmal bei Wärme in den plastischen Zustand überführt und verformt werden können. Beim Erkalten erstarren sie zu einer festen Masse und bleiben hart, auch wenn sie erneut erwärmt werden. Steigert man die Wärmezufuhr, so zersetzen sie sich, und der chemische Aufbau wird zerstört. Sie brennen nicht und sind nicht schmelzbar. Auch sind Duroplaste nicht schweißbar. Bei normaler Temperatur sind sie meist sehr hart und spröde. Duroplaste haben für die buchbinderische Verarbeitung keine Bedeutung. Wir finden sie als Massenartikel wie Lichtschalter, Steckdosen, Telefon- und Radiogehäuse, Bedienungsknöpfe, Griffe.

(Für weitere Details zu den Kunststoffen sehen Sie sich bitte die PDF-Datei an.)