Arten von Kunststoffen
Kunststoffe umfassen eine große Familie von Materialien, die sich in verschiedene Arten klassifizieren lassen. In diesem Abschnitt erfahren Sie mehr über die unterschiedlichen Kunststoffarten und ihre besonderen Anwendungen und Vorteile.
Biobasierte Kunststoffe
Biobasierte Kunststoffe werden vollständig oder teilweise aus erneuerbaren biologischen Ressourcen. Zuckerrohr wird beispielsweise verarbeitet, um Ethylen herzustellen, das dann verwendet werden kann, um beispielsweise Polyethylen zu fertigen. Stärke kann zu Milchsäure verarbeitet und danach zu Polymilchsäure (PLA).
Eigenschaften
Die Eigenschaften biobasierter Kunststoffe können von einem Material zum nächsten erheblich variieren. Biobasierte oder teilweise biobasierte verschleißfeste Kunststoffe, sogenannte „Drop-in-Biokunststoffe“ wie biobasierte oder teilweise biobasierte PE, PET oder PVC, besitzen identische Eigenschaften im Vergleich zu ihren konventionellen Versionen. Diese biobasierten Kunststoffe lassen sich nicht von konventionellen Kunststoffen unterscheiden außer durch wissenschaftliche Analyse.
Anwendungen
Biobasierte Kunststoffe wie Stärkeblends, PLA, Bio-PET und Bio-PE kommen zumeist in Verpackungsanwendungen zum Einsatz. Sie werden auch in Fasern in der Textilindustrie verwendet. Biobasierte Bernsteinsäure ist für verschiedene Anwendungen im Sport und bei Schuhen, in der Automobilindustrie, für Verpackungen, in der Landwirtschaft, in Vliesstoffen und Faseranwendungen geeignet.
Weitere Informationen finden Sie unter: http://www.european-bioplastics.org
Biologisch abbaubare Kunststoffe
Biologisch abbaubare Kunststoffe sind Kunststoffe, die unter bestimmten Bedingungen von Mikroorganismen in Wasser, Kohlendioxid (oder Methan) und Biomasse abgebaut werden. Um die Verbraucher bei ihrer Entscheidungsfindung zu unterstützen und ihnen Vertrauen in die Abbaubarkeit von Kunststoff zu geben, wurden universelle Standards umgesetzt, neue Materialien entwickelt und ein Biomülllogo eingeführt.
Eigenschaften
Biologisch abbaubare Kunststoffe können auf viele hilfreiche Arten angewendet werden. Sie lassen sich als Verpackungsmaterial aufschäumen, fließpressen und in veränderten konventionellen Maschinen spritzgießen. Es können verschiedene Arten von Füllmaterial mit dem System verwendet werden, wie z.B. Holzmehr, Kalk, Ton oder Altpapier. Die Füllmaterialien können gefärbt und auch in verschiedenen Körnungen verwendet werden, um das äußere Erscheinungsbild des Materials zu verändern. Das Material kann zusammen mit anderen Kunststoffen wie LDPE, PP und HDPE zusammen eingespritzt werden. Beim Koinjektionsverfahren wird eine dünne Kunststofffolie über dem biologisch abbaubaren Kunststoff abgelagert. Daraus ergibt sich ein vollständig biologisch abbaubares Produkt, das preisgünstiger ist als konventionelle Kunststoffe, völlig wasserabweisend und so gefärbt, dass es zu den konventionellen Kunststoffen passt. Es gibt zwei Klassen von abbaubaren Kunststoffen:
- Biokunststoffe, deren Komponenten von erneuerbaren Rohstoffen abgeleitet sind
- Kunststoffe aus Erdölchemikalien mit biologisch abbaubaren Zusatzstoffen, die den biologischen Abbau verstärken.
Anwendungen
Biologisch abbaubare Kunststoffe bieten eine ideale Lösung in zahlreichen Anwendungen der Einweg- oder Kurzzeitnutzung:
- Sammlung von organischem Abfall
- Landwirtschaftliche und Gartenbausektoren (zum Beispiel als Mulchfolie oder Pflanzentöpfe)
- Nahrungsmittelverpackung
Weitere Informationen finden Sie unter: http://www.european-bioplastics.org
Technische Kunststoffe
Technische Kunststoffe weisen eine höhere Leistungsfähigkeit auf als Standardmaterialien und sind dadurch ideal für schwere technische Anwendungen. Sie haben allmählich die traditionellen technischen Materialien wie Holz oder Metall in vielen Anwendungen ersetzt, da sie diese nicht nur in punkto Gewicht-Festigkeit-Verhältnis und anderen Eigenschaften eingeholt oder gar überholt haben, sondern sich auch viel leichter verarbeiten lassen, insbesondere in komplizierten Formen.
Eigenschaften
Technische Kunststoffe weisen eine höhere Leistungsfähigkeit in den Bereichen Hitzebeständigkeit, chemische Beständigkeit, Stoßfestigkeit, Feuerbeständigkeit und mechanische Belastbarkeit.
Anwendungen
Technische Kunststoffe kommen in den folgenden Anwendungen zum Einsatz:
- Transport
- Elektro und Elektronik
- Bauen und Wohnen
- Verbrauchsgüter und Haushaltsgeräte
- Industrieanwendungen wie abriebfeste und korrosionsbeständige Ummantelungen.
Weitere Informationen finden Sie unter: https://en.wikipedia.org/wiki/Engineering_plastic
Epoxidharze
Epoxidharze gibt es seit über 50 Jahren und sie stellen eine der erfolgreichsten Kunststoffgruppen dar. Ihr physischer Zustand kann verändert werden von einer Flüssigkeit mit geringer Viskosität bis zu Feststoffen mit hohem Schmelzpunkt. Das bedeutet, dass sich daraus eine große Bandbreite an Materialien mit einzigartigen Eigenschaften herstellen lässt. In Haushalten finden Sie diese Stoffe in Erfrischungsgetränkedosen und speziellen Verpackungen, wo sie zur Auskleidung verwendet werden, um den Inhalt zu schützen und den Geschmack zu erhalten. Sie werden auch als Schutzschicht auf allen möglichen Artikeln eingesetzt – vom Bett über Gartenstühle, Büro- und Krankenhausmöbel bis hin zu den Einkaufswagen in den Supermärkten und auf Fahrrädern. Sie werden auch speziellen Farben zugesetzt, um die Oberflächen von Schiffen, Bohrinseln und Windturbinen vor Witterungseinflüssen zu schützen.
Eigenschaften
Der physische Zustand von Epoxidharzen kann von einer Flüssigkeit mit geringer Viskosität bis hin zu einem Feststoff mit hohem Schmelzpunkt variieren. Sie können ‚vernetzt‘ werden, indem man eine Vielzahl von Härtern oder Härtungsmitteln verwendet, um eine Reihe von Materialien mit einer einzigartigen Kombination von Eigenschaften zu bilden, die Schlüsselindustrien Vorteile bringen. Epoxide sind bekannt für ihre exzellenten Hafteigenschaften, chemische und Hitzebeständigkeit, ihre herausragenden mechanischen Eigenschaften und sehr guten elektrischen Isolierungseigenschaften. Viele ihrer Eigenschaften lassen sich verändern, beispielsweise stehen silberhaltige Epoxide mit guter elektrischer Leitfähigkeit zur Verfügung, obgleich Epoxide typischerweise keinen Strom leiten. Darüber hinaus gibt es auch Variationen mit hoher Wärmedämmung, oder wärmeleitende Eigenschaften kombiniert mit hohem elektrischem Widerstand für elektronische Anwendungen.
Anwendungen
- Anwendungen für Epoxidharze sind umfangreich und umfassen:
- Farben, Lacke und Beschichtungen
- Klebstoffe
- Verbundwerkstoffe wie solche mit Kohlefaser- und Glasfaserverstärkungen
- Industriewerkzeug und -verbundstoffe
- Elektrische Systeme und Elektronik
- Verbraucheranwendungen
- Marineanwendungen
- Luft- und Raumfahrtanwendungen
- Biologie
- Kunst.
Weitere Informationen finden Sie unter: https://epoxy-europe.eu/en/homepage
Styropor
Expandiertes Polystyrol (EPS) – auch bekannt unter dem Handelsnamen Styropor – ist ein weit verbreitetes Commodity-Polymer. Seit mehr als 50 Jahren ist es aufgrund seiner Vielseitigkeit, Leistungsfähigkeit und Kosteneffektivität das Material der Wahl. EPS kommt in vielen Alltagsanwendungen zum Einsatz, so zum Beispiel bei Fischkisten, Fahrradhelmen und Isoliermaterialien.
Eigenschaften
EPS ist ein thermoplastischer Schaumstoff mit besonderen Eigenschaften wie geringes Gewicht, Festigkeit, Langlebigkeit, Stoßdämpfungs- und Isolierungseigenschaften sowie eine gute Verarbeitbarkeit.
Anwendungen
EPS kommt in vielen Anwendungen zum Einsatz, wie:
- Wärmedämmung in Gebäuden
- Straßenbau
- Schalldämmung
- Lebensmittelverpackung, mit der die Temperatur heißer oder kalter Nahrungsmittel konserviert und die Haltbarkeit des Produkts erhöht wird
- Transportverpackung zum Schutz wertvoller und zerbrechlicher Ware
- Sturzhelme
- Surfbretter.
Weitere Informationen in englischer Sprache finden Sie unter: http://www.eps.co.uk
Fluoropolymere
Fluoropolymere sind eine Familie hochleistungsfähiger Kunststoffe. Das bekannteste Mitglied dieser Familie ist PTFE. PTFE ist inert reaktionsträge gegenüber fast allen Chemikalien und gilt als das rutschigste unter allen existierenden Materialien. Diese Eigenschaften haben es zu einem der wertvollsten und vielseitigsten Stoffe gemacht, die je erfunden wurden. Dadurch hat PTFE zu einem erheblichen Fortschritt in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, Kommunikation, Elektronik und in Industrieprozessen und der Architektur beigetragen.
PTFE ist dank seiner außergewöhnlichen haftabweisenden Eigenschaften, die zu seiner Verwendung als Beschichtung von Kochutensilien geführt haben, und als Schmutz- und Fleckenabweiser für Faser- und Textilprodukte weltweit anerkannt.
Nach der Entdeckung von PTFE wurde eine große Familie anderer Fluoropolymere entwickelt. Mit der Einführung der Kombination aus fluorierten und nicht-fluorierten Monomeren konnte die Industrie eine große Anzahl unterschiedlicher Polymere mit einer großen Bandbreite von Verarbeitungs- und Verwendungstemperaturen entwickeln.
Eigenschaften
Fluoropolymere besitzen eine ungewöhnliche Kombination wertvoller Eigenschaften wie chemische Reaktionsträgheit, eine hohe dielektrische Konstante, flammhemmende Wirkung, geringe Reibung Anti-Haft-Wirkung, Witterungsbeständigkeit und Barriereeigenschaften.
Anwendungen
Fluoropolymere kommen in einer Reihe von Anwendungen zum Einsatz:
- Hochleistungsfähige Lager und Dichtungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie
- Brandschutzmittel
- Beschichtung von Kochtöpfen und Pfannen mit einer hohen Wärmebeständigkeit und Anti-Haft-Eigenschaften
- Die Auskleidungen von Rohren und chemischen Tanks
- Verpackung von Lithium-Ionen-Batterien
- Kabelbeschichtung in der Telekommunikations- und Computerindustrie
- Implantate und Katheter für biomedizinische Anwendungen.
Weitere Informationen finden Sie unter: https://en.wikipedia.org/wiki/Fluoropolymer
Polyolefine
Polyolefine sind eine Familie der Polyäthylen- und Polypropylen-Thermoplaste. Sie werden hauptsächlich aus Öl und Gas durch einen Prozess der Polymerisierung von Äthylen und Propylen hergestellt. Ihre Vielseitigkeit macht sie zu einem der begehrtesten Kunststoffe, die heute verwendet werden.
Eigenschaften
Es gibt vier Arten von Polyolefinen:
- LDPE (Low Density Polyethylene): LDPE ist definiert durch einen Dichtebereich von 0,910–0,940 g/cm3. Es widersteht Temperaturen von 80 °C kontinuierlich und 95 °C für eine kurze Zeit. Es wird in lichtdurchlässigen oder lichtdichten Varianten hergestellt und ist sehr flexibel und strapazierfähig.
- LLDPE (Linear Low Density Polyethylene): Ist ein im Wesentlichen lineares Polyäthylen mit einer erheblichen Anzahl kurzer Äste, im Allgemeinen hergestellt durch Copolymerisation von Äthylen mit langkettigen Olefinen. LLDPE verfügt über eine höhere Reißfestigkeit und eine stärkere Stoß- und Durchstoßfestigkeit als LDPE. Es ist sehr flexibel und verlängert sich bei Beanspruchung. Es kann eingesetzt werden, um dünnere Folien herzustellen, und verfügt über eine gute Chemikalienbeständigkeit. Es hat gute elektrische Eigenschaften, lässt sich jedoch nicht so leicht verarbeiten wie LDPE.
- HDPE (High Density Polyethylene): HDPE ist bekannt für seine große Festigkeit im Verhältnis zur Dichte. Die Dichte von HDPE kann zwischen 0,93 und 0,97 g/cm3 bzw. 970 kg/m3 variieren. Obgleich die Dichte von HDPE nur marginal höher ist als die von Low Density Polyethylene, hat HDPE nur wenig verzweigte Molekülketten, wodurch es stärkere intermolekulare Kräfte hat und reißfester ist als LDPE. Es ist auch härter und lichtundurchlässiger und hält etwas höhere Temperaturen aus (120 °C für einen kurzen Zeitraum).
- PP (Polypropylen): Die Dichte von PP liegt zwischen 0,895 und 0,92 g/cm³. Somit ist PP der Commodity-Kunststoff mit der niedrigsten Dichte. Verglichen mit Polyäthylen (PE) verfügt es über bessere mechanische Eigenschaften und Wärmebeständigkeit, ist jedoch weniger chemisch beständig. PP ist normalerweise widerstandsfähig und flexibel, insbesondere wenn es mit Äthylen copolymerisiert ist.
Anwendungen
Aufgrund der spezifischen Eigenschaften der verschiedenen Arten von Polyolefinen eignen sich diese Stoffe für unterschiedliche Anwendungen, z.B.:
- LDPE: Frischhaltefolie, Einkaufstaschen, landwirtschaftliche Folien, Beschichtung von Milchkartons, Beschichtung von Stromkabeln, hochleistungsfähige Industrietaschen.
- LDPE: Dehnfolie, Industrieverpackungsfolie, dünnwandige Behälter, und strapazierfähige Taschen mittlerer und kleiner Größe.
- HDPE: Kisten und Boxen, Flaschen (für Lebensmittel, Waschmittel, Kosmetika), Nahrungsmittelbehälter, Spielzeug, Kraftstoffbehälter, Industrieeinwickelfolie, Rohre und Haushaltsware.
- PP: Lebensmittelverpackung wie Joghurt- und Margarinebecher, Tüten für Süßigkeiten und Snacks, mikrowellengeeignete Behälter, Teppichfasern, Gartenmöbel, medizinische Verpackung und Geräte, Gepäck, Küchengeräte und Rohre.
Weitere Informationen finden Sie unter: https://en.wikipedia.org/wiki/Polyolefin
Polystyrol
Polystyrol oder Styropor ist ein synthetisches, aromatisches Polymer, das aus monomerem Styrol besteht, einer flüssigen Erdölchemikalie. Es ist ein thermoplastisches Polymer, das bei Wärmezufuhr weich wird und sich in halbfertige Produkte wie Folien und Blätter ebenso umwandeln lässt wie eine ganze Reihe von Fertigerzeugnissen.
Eigenschaften
Polystyrol gibt es in fester oder geschäumter Form. Universalstyropor ist klar, hart und brüchig. Es ist pro Gewichtseinheit ein kostengünstiges Harz. Es hat eine schlechte Sperrwirkung gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf und einen relativ geringen Schmelzpunkt. Polystyrol kann von Natur aus transparent sein, aber auch mit Farbstoffen gefärbt werden.
Anwendungen
- Styropor kommt bei einer Reihe von Anwendungen zum Einsatz, z.B.:
- Verpackung
- Schachteln für Speisen zum Mitnehmen
- Haushaltsgeräte
- Unterhaltungselektronikprodukte
- Bauen und Wohnen, beispielsweise Isolierschaum, Paneele, Bad- und Duschelemente, Halterungen für Beleuchtung und Rohre
- Medizinische, z.B. Einwegartikel wie Gewebekulturschalen, Reagenzgläser, Petrischalen, diagnostische Komponenten und Gehäuse für Test-Kits.
Weitere Informationen finden Sie unter: https://en.wikipedia.org/wiki/Polystyrene
Polyurethane
Polyurethan (PUR) ist ein widerstandfähiges, flexibles und langlebiges verarbeitetes Material. Es gibt verschiedene Arten von Polyurethanen, die sich im Erscheinungsbild sehr stark voneinander unterscheiden. Diese Stoffe werden in einer großen Bandbreite von Produkten verwendet. Eigentlich sind wir in jedem Aspekt unseres täglichen Lebens geradezu umgeben von polyurethanhaltigen Produkten. Obgleich die meisten Menschen nicht allzu vertraut sind mit Polyurethanen, da sie sich i.d.R. hinter Abdeckungen oder Oberflächen ‚verbergen‘, die aus anderen Materialien bestehen, wäre ein Leben ohne diese Stoffe nur schwer vorstellbar.
Eigenschaften
Polyurethane sind nicht nur erschwinglich und sicher, sie sind auch nachhaltig. Polyurethane schonen die natürlichen Ressourcen der Erde, indem sie den Energiebedarf senken.
Polyurethane machen unser Leben angenehmer – von der Entspannung, die uns Schaumstoffe in Möbeln und Bettwaren bescheren, bis zur Wärmedämmung, welche die Temperatur innerhalb von Gebäuden regelt. In Autos schützen ihre Dämpfungseigenschaften die Fahrer und Mitreisenden bei Aufprällen.
Die enorme Anpassbarkeit und Verfügbarkeit des Materials machen den Stoff – neben der Erschwinglichkeit und Recycelbarkeit – zum Material der Wahl für viele Unternehmen der Fertigungsindustrie.
Anwendungen
- Polyurethane kommen bei zahlreichen Anwendungen zum Einsatz, z.B.:
- Gebäudeisolierung
- Kühl- und Gefrierschränke
- Möbel und Bettwaren
- Schuhe
- Fahrzeuge (Transport)
- Beschichtungen und Klebstoffe.
Weitere Informationen finden Sie unter: www.polyurethanes.org.
Polyvinylchlorid
Polyvinylchlorid (PVC) war einer der ersten Kunststoffe, die entdeckt wurden, und ist auch einer der meistverwendeten Materialien. Es besteht aus Salz (57%) und Öl bzw. Gas (43%). Es ist das weltweit am dritthäufigsten produzierte synthetische Polymer, nach Polyäthylen und Polypropylen. PVC gibt es in zwei Grundformen: fest (manchmal als RPVC abgekürzt) und flexibel.
Eigenschaften
Die Kombination von Eigenschaften des PVCs ermöglicht Leistungsvorteile, die sonst nur schwer zu haben sind. Das Material ist langlebig, leicht, stabil und feuerbeständig, verfügt über exzellente Isolierungseigenschaften und über eine geringe Durchlässigkeit. Durch die Verwendung verschiedener Zusatzstoffe im Fertigungsprozess lassen sich Merkmale wie Festigkeit, Steifigkeit, Farbe und Transparenz den spezifischen Anforderungen anpassen.
Anwendungen
PVC wird in sehr vielen Anwendungen eingesetzt, z.B.:
- Gebäudeprodukten wie Fensterrahmen und andere Profile, Boden- und Wandbeläge, Bedachungen, Auskleidung von Tunnels, Swimming-Pools und Wasserspeicher
- Rohre, z.B. Wasser- und Abwasserrohre und Fassungen, und Röhren für Strom und Telekommunikation
- Beschichtungen, z.B. Planen, Regenkleidung und Wellblech
- Isolierung und Verkleidung für Niederspannungsnetzgeräte, Telekommunikation, Geräte und Automobilanwendungen
- Verpackung von Arzneimitteln, Lebensmitteln und Süßwaren, Wasser und Fruchtsäfte, Etiketten, Präsentationstabletts
- Automobilanwendungen, z.B. Kabel, Unterbodenschutz und Innenausstattung
- Medizinische Produkte, z.B. Blutbeutel, Transfusionsschläuche und chirurgische Handschuhe
- Freizeitprodukte, z.B. Gartenschläuche, Schuhe, aufblasbare Schwimmbecken, Zelte.
Weitere Informationen finden Sie unter: pvc.org
Thermoplaste
Thermoplaste sind definiert als Polymere, die sich nahezu unbegrenzt einschmelzen und neu formen lassen. Sie schmelzen bei Erwärmung und werden wieder fest, sobald sie erkalten. Werden sie eingefroren, werden Thermoplaste glasähnlich und bersten leicht. Diese Eigenschaften, die dem Material den Namen beschert haben, sind umkehrbar. Das Material kann also wiederholt erwärmt, neu geformt und eingefroren werden. Dadurch kann Thermoplastik werkstofflich wiederverwertet werden. Einige der häufigsten Arten von Thermoplasten sind Polypropylen, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Styropor, Polyethylenterephthalat und Polycarbonat.
Eigenschaften
Thermoplaste haben eine einfache Molekularstruktur aus chemisch unabhängigen Makromolekülen. Bei Erwärmung werden sie weich oder schmelzen, werden dann geformt, geschweißt und erstarren wieder beim Abkühlen. Es können mehrere Aufwärm- und Abkühlzyklen wiederholt werden, um das Material neu zu verarbeiten und zu recyceln.
Anwendungen
Thermoplaste gibt es schon seit langer Zeit und sie stellen eine wichtige Komponente im Alltagsleben dar, z.B.:
- Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein thermoplastischer Kunststoff, der in den folgenden Bereichen verarbeitet wird:
- Sportausrüstung
- Spielzeuge (z.B. LEGO®-Steine)
- Verschiedene Automobilteile
- Polycarbonat wird verwendet bei der Herstellung von:
- CDs und DVDs
- Trinkflaschen
- Behälter zur Lagerung von Nahrungsmitteln
- Brillengläser
- Polyäthylen ist möglicherweise das geläufigste Thermoplast und wird verwendet für:
- Shampooflaschen
- Einkaufstüten
- Kugelsichere Westen
Weitere Informationen finden Sie unter: https://simple.wikipedia.org/wiki/Thermoplastic
Duroplast
Duroplast oder gehärteter Kunststoff ist ein synthetisches Material, das eine chemische Veränderung durchläuft, wenn es behandelt wird, und dabei ein dreidimensionales Netz bildet. Nachdem es erwärmt und geformt worden ist, lässt es sich nicht mehr neu schmelzen und formen. Bakelit ist möglicherweise das meistbekannten Duroplast.
Eigenschaften
Duroplaste behalten ihre Festigkeit und Form auch wenn sie erwärmt werden. Das macht sie ideal für die Herstellung fester Bestandteile und großer, fester Formen. Diese Komponenten verfügen über eine exzellente Festigkeit und werden nicht schwächer, wenn die Temperatur steigt. Jede Art von Duroplast verfügt über einzigartige Eigenschaften. Epoxide sind beispielsweise sehr elastisch und chemisch außergewöhnlich beständig, und lassen sich relativ einfach aushärten. Phenolharze hingegen lassen sich zwar recht leicht ausformen, sind jedoch brüchig, fest und hart.
Anwendungen
Dank ihrer großen Bandbreite an Eigenschaften werden gehärtete Kunststoffe in einer großen Vielfalt von Anwendungen genutzt, darunter:
- Elektronische Chips
- Faserverstärkte Verbundwerkstoffe
- Polymere Beschichtungen
- Brillengläser
- Zahnfüllungen.
Weitere Informationen finden Sie unter: https://en.wikipedia.org/wiki/Thermosetting_polymer
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