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Die Geschichte der Thermoplaste

Als erster Kunststoff wurde Xylonit oder "Parkesine" bekannt, eine durch Pflanzenöle und Kampfer elastisch gemachte Nitrocellulose, die 1862 von dem englischen Chemiker Alexander Parkes vorgestellt wurde. John W. Hyatt erkannte 1869 die Bedeutung des formbar machenden Effektes von Campher und nannte sein Produkt Celluloid. Der erste vollsynthetische Kunststoff wurde 1910 durch L. H. Baekeland kommerziell aus Phenol und Formaldehyd hergestellt (Bakelit). Von diesem Zeitpunkt an zeigte sich eine stürmische Entwicklung auf diesem Gebiet, beginnend mit der Herstellung farbloser Formaldehyd-Harnstoff-Produkte 1918, die aber erst 1928 auf dem Markt gelangten, über den Ersatz von Harnstoff durch Melamin, das erst die Möglichkeit der freien Farbgebung eröffnete, bis zur heutigen Produktpalette.

Celluloseacetat (CA)

Celluloseacetat wird aus natürlicher Cellulose gewonnen. Und obwohl es sich gleichermaßen gut verarbeiten und beliebig einfärben lässt, hat es doch einen gravierenden Vorteil: Es ist ungefährlicher als das extrem leicht entflammbare Celluloid. Entdeckt wurde das Celluloseacetat schon 1865, doch erst ein partiell verseiftes Sekundäracetat brachte 1904 ein Rohmaterial, aus dem sich Folien und Filme fertigen ließ. Schon 1919 wurde ein mit Weichmachern modifiziertes Celluloseacetat als erste Spritzgießmasse patentiert und ermöglichte damit ganz neue und sehr effektive Produktionsmethoden für Schirmgriffe, Tastaturen, Lenkrädern, Spielzeuge, Kugelschreiber.

Polyvinylchlorid (PVC)

Das Polyvinylchlorid ist zusammen mit dem Polyethylen, dem Polystyrol und dem Polypropylen der bekannteste Kunststoff. Auch wenn die Patente für die Produktion von Polyvinylchlorid schon lange vorher eingetragen worden sind, ist die eigentliche PVC-Industrie erst zu Beginn des Zweiten Weltkriegs in Amerika und in Deutschland entstanden. Das PVC kann praktisch mit allen Techniken verarbeitet werden, die für Kunststoffe eingesetzt werden und es ist unmöglich, alle seine zahlreichen Anwendungsgebiete aufzuzählen. Aus Polyvinylchlorid werden Leitungsisolierungen, Stecker, Steckdosen, Abzweigkästen, Ventile, Pumpen, Roll-Läden, Kanalisationen, Tapeten, Fahrzeuginnenraum-Verkleidungen, Schuhe, Regenmäntel, Spielzeug und Folien für die landwirtschaftliche Anwendung gefertigt.

Polymethylmethacrylat (PMMA)

Schon in den Dreißigerjahren wurde Polymethylmethacrylat (PMMA) produziert. Glasklar und von hoher Lichtdurchlässigkeit regte das Plexiglas - so der bekannteste Handelsname - schon damals Künstler wie LászlóMoholy-Nagy, NaumGabo und NicolasPevsner an, Kunstwerke aus diesem Material herzustellen. PMMA ist ein hartes und transparentes Material, das Licht hervorragend leitet - besser übrigens als normales Glas. Diese optische Qualität macht das Polymethylmethacrylat für zahlreiche Anwendungen interessant: vom Bauwesen bis zu Mobiliar und Haushalt, Werbeschildern, Automobilindustrie und Laborgeräten.

Polyethylen (PE)

Schon im März 1933 wurde eher beiläufig das erste Polyethylen beim britischen Unternehmen ICI in einer Versuchsapparatur unter sehr hohem Druck (1400 bar) hergestellt. Doch erst zwei Jahre später gelang es mit einer veränderten Apparatur, Ethylen gezielt zu polymerisieren. Das Polyethylen schmilzt bei 115 °C bis 120 °C und hat eine verhältnismäßig geringe Dichte von etwa 0,918 (PE-LD). Schon 1939 reichte eine Anlage mit mehreren hundert Jahrestonnen Produktion nicht mehr aus, die rapide steigende Nachfrage zu decken. 1953 entwickelte Karl Ziegler ein neues Herstellungsverfahren, bei dem das Polyethylen mit geeigneten Katalysatoren unter normalem Druck in einer Suspension polymerisiert. Nicht nur, dass der Verzicht auf extreme Drücke technische Probleme vermeidet, das erhaltene Material hat eine deutlich höhere Dichte (PE-HD), ist kristalliner und hat einen höheren Schmelzpunkt: Kurzum, es ist belastbarer. Das Polyethylen ist ein hervorragender elektrischer Isolierstoff. Es kann auf völlig unterschiedlichen Gebieten angewendet werden: von Haushaltsgeräten über Industriebedarf bis hin zu Spielzeugen.

Polystyrol (PS)

Ein Berliner Apotheker entdeckte 1839 ein ätherisches Öl, das sich allmählich in eine durchsichtige, zähe Masse verwandelte. Das Öl nannte er Styrol. Aber erst 1930 wurde bei der IG-Farbenindustrie die erste erfolgreiche technische Produktion des Polystyrols aufgenommen, nachdem Hermann Staudinger in den Zwanzigerjahren mit den Grundlagen der Polymere auch das Polystyrol enträtselte. Es lässt sich im Spritzgussverfahren, im Extrusionsverfahren und im Blasverfahren verarbeiten. Es ist unmöglich, hier alle Anwendungen dieses weit verbreiteten Massenkunststoffs aufzulisten: Im Wesentlichen wird er für Verpackungen, für Spielzeuge, im Bauwesen, für Haushaltsgeräte und elektrische Bauteile verwendet.

Polyamid (PA)

W. H. Carothers leitete seit 1929 eine Gruppe von Forschern bei Du Pont de Nemours (USA), die Grundlagen der Polymere und deren technische Anwendung erkunden wollte. 1930 wurde erstmals eher beiläufig der erste Faden einer synthetischen Faser hergestellt. Aber weitere sieben Jahre sollte es noch dauern, bis die Herstellung des Polyamid 6.6 patentiert war. Dann aber wurden die ersten 6 Millionen Paar Nylon®-Strümpfe binnen nur 4 Tagen verkauft. Etwa zeitgleich entwickelt P. Schlack bei der I. G. Farben AG (Deutschland) ein Polyamid aus anderen Ausgangsstoffen: das Polyamid 6, bekannt unter dem Namen Perlon®. Ob nun Nylon oder Perlon, bei Textilien erreichten die Polyamide ihren Durchbruch, denn hier konnten sie ihre Eigenschaften voll ausspielen: Im Aufbau ähneln sie den natürlichen Eiweißstoffen, wie z.B. der Seide; jedoch sind sie weitaus reiß- und scheuerfester. Die Anwendungen reichen aber weit über die Faserherstellung hinaus: Obgleich sie chemisch zu den Harzen gehören, können sie wie Thermoplaste praktisch mit allen Techniken weiterverarbeitet werden. Damit sind auch die Anwendungsbereiche nahezu unbegrenzt: Automobilindustrie, Elektronik und Elektrotechnik, Türgriffe, Präzisionsteile, Folien, chirurgische Instrumente ...

Polypropylen (PP)

Das Polypropylen ist der jüngste Massenkunststoff, der in nur wenigen Jahren eine unvergleichliche produktive Entwicklung erlebt und ein sehr breites Anwendungsgebiet gefunden hat. Dieser Kunststoff wurde im Jahre 1954 von Giulio Natta in Zusammenarbeit mit den Forschern des Unternehmens Montecatini erzeugt: Dort wurde dieses Material auch erstmals auf industrieller Ebene produzierte. Das Polypropylen ist dem Niederdruck - Polyethylen sehr ähnlich, es hat jedoch eine geringere Dichte und ist starrer und härter. Es ist das härteste unter den Polyolefinpolymeren und behält diese Eigenschaft auch bei Temperaturen über 100°C bei. Es ist ausgesprochen reibungsfest und hitzebeständig, es verfügt über hervorragende dielektrische Eigenschaften, isoliert sehr gut und verfügt über eine spezielle Dauerbiegefestigkeit (10 Millionen Biegungen). Im Handel sind sehr viele verschiedene Polypropylenarten erhältlich. Die Anwendungsgebiete sind sehr unterschiedlich: von gesundheitstechnischen Artikeln bis zu Haushaltsgeräten, über Spielzeug, zu Einzelteilen für die Automobilindustrie und Sportartikeln; von Lebensmittelverpackungen bis zu landwirtschaftlichen Anwendungen, Beschilderungen, Möbeln, und Komponenten für die Chemieindustrie.

Polycarbonat (PC)

Ein relativ junger Kunststoff unter den verbreiteten Thermoplasten ist das Polycarbonat, dass am 28. Mai 1953 von H.Schnell erstmals bei den Farbenfabriken Bayer hergestellt worden ist. Das Verfahren wurde rasch in einer Versuchsanlage getestet und schon 1958 in großtechnischem Maßstab umgesetzt. Unabhängig von H.Schnell entdeckte D.W.Fox bei General Electric das Polycarbonat eher zufällig als zähe Masse in einer Vorratsflasche. Auch hier führten systematische Untersuchungen bald zur industriellen Produktion. Polycarbonat zeichnet sich durch hervorragende Lichtdurchlässigkeit, hohe mechanische Festigkeit und Wärmeformbeständigkeit aus und es kann unbedenklich für Lebensmittel genutzt werden. Weitere Einsatzgebiete sind z.B. Schutzhelme, Fensterverglasungen und Sicherheitsgläser.

Und unsere "unzerbrechlichen" Kunststoffgläser werden ebenfalls aus diesem Kunststoff hergestellt.

Fluor-Kunststoffe

Die Fluor-Kunststoffe sind Thermoplaste, die seit 1950 industriell hergestellt werden und dank ganz besonderer Eigenschaften sehr erfolgreich sind. Der bekannteste unter den Fluor-Kunststoffen (ca. 90% der Produktionsmenge) ist das Polytetrafluorethylen (oder auch Teflon®), das sich durch erstaunliche Chemikalienbeständigkeit und mechanische Widerstandskraft auszeichnet. Selbstschmierend und reibungsfest ist das Polytetrafluorethylen bestens für die Fertigung von Zahnrädern, chirurgischen Prothesen oder Gleitlagern geeignet. Am bekanntesten wurde es jedoch als Anti-Haft-Beschichtung von Pfannen und Backformen.

Polyacetal oder Polyoxymethylen (POM)

Polyacetale sind seit 1959 auf dem Markt und haben eine ganze Reihe ausgezeichneter Eigenschaften: Sie sind extrem verschleißfest, beständig gegen alle üblichen Lösemittel und bieten hohe Maßhaltigkeit für Präzisionsteile. Wegen des hohen Verarbeitungsaufwandes werden sie zumeist für technische Anwendungen eingesetzt, wo sie ihre Vorteile voll ausspielen können: von Uhrwerken und Feinwerktechnik in Messgeräten bis hin zu Reißverschlüssen.

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)

Die ABS Harze stellen eine wertvolle Mischung von Harz und Elastomer dar. Die Bezeichnung 'ABS' setzt sich aus den Anfangsbuchstaben der drei Grundmonomere zusammen, aus denen dieser Kunststoff hergestellt wird: Acrylnitril, Butadien und Styrol. Die ersten ABS Harze wurden in den Fünfzigerjahren hergestellt. Ihre überragenden Eigenschaften sind hohe Festigkeit, Schlagfestigkeit und Oberflächenhärte. Deshalb werden sie insbesondere bei der Herstellung von Möbeln, Einzelteilen in der Automobilindustrie, Fernsehergehäusen, Radios, Schalttafeln und Ähnlichem eingesetzt.