Hunold + Knoop Kunststofftechnik GmbH
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Die Kunststoffe

Bis heute sind mehr als 200 Kunststoffe bekannt. Diese werden in drei große Gruppen unterteilt: Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste. Ihre wichtigsten Merkmale sind ihre technischen Eigenschaften, wie z. B. Bruchfestigkeit, Formbarkeit oder Härte. Diese werden durch die Wahl der Makromoleküle, des Herstellungsverfahrens und durch die Beimischung von Additiven bestimmt. Einige der meist genutzten Kunststoffe sind folgend aufgelistet:

Acrylnitrilbutadienstyrol – ABS

(C8H8·C4H6·C3H3N)n

Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS) ist ein amorpher Kunststoff, der vor allen Dingen wegen seiner hochwertigen, mattglänzenden und relativ kratzfesten Oberflächen gewählt wird. ABS ist ein Copolymerisat und besteht zu ca. 15–35 % aus Acrylnitril, 5–30 % aus Butadien und 40–60 % aus Styrol. Die Dichte von ABS beträgt 1,06-1,19 g/ccm.

Einsatzbereiche

ABS wird hauptsächlich für Gehäuseteile eingesetzt.
Der Werkstoff ist beständig gegen wässrige Chemikalien und lässt sich gut galvanisieren.

Anwendungsbereiche sind z.B. der Automobil- und Elektroniksektor, Motorradhelme, Spielzeug (Beispiel: Lego), Gehäuse, Konsumgüter mit erhöhten Ansprüchen an die Schlagzähigkeit.

Erkennungsmerkmale

  • leicht entflammbar
  • brennt leuchtend gelb
  • ist rußend und riecht typisch süßlich (Styrol)

Historie

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.

Polyamide – PA

Polyamide (PA) sind Thermoplaste und gehören zur Gruppe der technischen Kunststoffe. Der Kurzbezeichnung PA folgen üblicherweise ein bis drei Zahlen wie z.B. PA 66; diese Zahlen geben einen Hinweis darauf, aus welchen Ausgangskomponenten das jeweilige PA aufgebaut ist. In den USA 1938 entdeckt, war Polyamid zunächst ausschließlich in Form von Fasern bzw. Textilien im Einsatz: die ersten Nylonstrümpfe waren eine Sensation. (Die ersten vier Millionen Paar Nylons wurden in vier Tagen verkauft!)

Eigenschaften von PA6 und PA66

  • Dichte PA6: 1,14 g/cm³
  • Dichte PA 66: 1,14 g/cm³
  • teilkristallin
  • PA sind hart und zäh
  • PA sind im ungefärbten Zustand milchig trüb
  • PA zeigen hohe Formbeständigkeit in der Wärme
  • PA sind sehr verschleißfest
  • PA sind sehr gut beständig gegen Lösemittel, Kraftstoffe und Schmiermittel, Aceton, Alkohol.
  • PA zeigt sehr geringe Gasdurchlässigkeit (va. für Sauerstoff und Aromastoffe
  • PA kommen auch heute noch in einem hohen Ausmaß als Fasern zum Einsatz. Inzwischen wurden auf der Basis von PA eine Reihe von überaus leistungsfähigen Fasern mit unterschiedlichsten Eigenschaften entwickelt.

Einsatzbereiche

Die "unzerbrechlichen" Kunststoff-Trinkgläser von Hunold + Knoop    ;- )

Weitere Anwendungsbeispiele
Spulenkörper, Zahnräder, Schrauben, Muttern, Lager, Getriebeteile, Dichtungen, Kupplungsteile, Pumpenteile, Vergaserteile, Kotflügel für Motorräder, Maschinenelemente mit guter Maßhaltigkeit, verzugarme Gehäuseteile; Ummantelungen von Kabeln, , öl- und benzinfeste Schläuche; Pulver für Metallbeschichtung Verpackungsbänder, Fischnetze, Angelschnüre, Puppenhaar, Drähte für Obst- und Weinbau, aromadichte Verpackungsfolien, Isolierfolien, Textilfasern: Bekleidung, Teppiche; Hochleistungsfasern für Schutzanzüge, Airbags, usw.

Erkennungsmerkmale

  • zäh-harter Kunststoff
  • bricht nicht
  • klingt beim Aufschlagen dumpf
  • ist schwer entflammbar
  • brennt mit bläulicher, knisternder Flamme, tropft dabei und riecht nach verbrannten Haaren

Historie

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 ...

Polybuthylenterephthalat – PBT

Polybuthylen (PBT) zählt zu der Gruppe der Thermoplastischen Polyester und zählt zu den technischen Kunststoffen.

Eigenschaften von PBT

  • Dichte: 1,30 g/cm³
  • teilkristallin
  • hohe Wärmeformbeständigkeit
  • hohe Steifigkeit und Härte
  • geringe Wasseraufnahme
  • gute Spannungsrissbeständigkeit
  • ausgezeichnetes Gleit- und Abriebverhalten
  • gute Maßhaltigkeit
  • gesundheitlich unbedenklich

Erkennungsmerkmale

  • schwer entflammbar
  • erlischt außerhalb der Flamme
  • leuchtende, gelb-orange und rußende Flamme
  • süßlich aromatischer Geruch

Polycarbonat – PC

Polycarbonat, mit dem Kurzzeichen PC, ist ein Thermoplast und zählt zur Gruppe der technischen Kunststoffe. PC wurde 1957 entdeckt, war aber trotz seiner Vielseitigkeit - die Anwendungen reichen von der Babyflasche bis zur schusssicheren Scheibe - lange Zeit ein wenig bekannter Kunststoff. Erst der Siegeszug der CD machte Polycarbonat bekannt.

PC verbindet Eigenschaften vieler Kunststoffe miteinander

  • Dichte: 1,2 g/cm³
  • amorph
  • Es ist steif und hart, aber trotzdem zäh, d.h. es lässt sich nageln und schrauben ohne zu splittern. Und das bei Temperaturen von -130°C bis +135°C.
  • PC ist glasklar mit stark glänzender Oberfläche.
  • PC behält seine Form bis zu Temperaturen von 135°C bei.
  • PC ist beständig gegen Witterungseinflüsse und energiereiche Strahlung (UV). Es eignet sich deshalb auch für Außenanwendungen.
  • Verglichen mit anderen Kunststoffen (z.B. PE) hat PC nur mäßig gute elektrische Isoliereigenschaften. Die Isolatorwirkung ist aber fast unabhängig von der Temperatur und Feuchtigkeit. Da PC außerdem zäh, wärmebeständig, transparent und schwerentflammbar ist, ist es trotzdem ein beliebter Werkstoff in der Elektrotechnik.
  • PC erfüllt die Anforderungen des Lebensmittelgesetzes.
  • Nachteilig an PC ist seine begrenzte Beständigkeit gegen Chemikalien, wie Lösungsmittel, starke Säuren und Laugen und viele Kohlenwasserstoffe (Aceton, Benzol, Toluol, Xylol, Methanol).
  • PC ist schwer entflammbar, bei Entzündung brennt es rußend unter Bläschenbildung. Nach Entfernen der Zündquelle verlöscht es sofort.

Einsatzbereiche

CD's als Bild- und Tonträger, Babyflaschen, Milchflaschen, Wasserflaschen, Sicherheitsverglasungen, , Schutzhelme, Verkehrsampeln, Gewächshäuser, Lärmschutzwände, Scheiben für LKW's und Arbeitsmaschinen, Blenden für Kameras, Belichtungsmesser, Mikroskopteile, Blinker, div. Leuchten, Blutfilter

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

Erkennungsmerkmale

  • sinkt im Wasser zu Boden
  • glasklar, transparent
  • fester und zäher als PMMA (lässt sich schrauben, bohren usw. ohne einzureißen)
  • PC brennt rußend. An der Oberfläche bilden sich Bläschen und die Oberfläche beginnt zu verkohlen. Nach dem Entfernen der Zündquelle verlöscht PC sofort.

Historie

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.

 

Polyethylen – PE

-(CH2-CH2)n-

Polyethylen ist der meist hergestellte und verwendete Kunststoff. Rund ein Fünftel der gesamten Weltproduktion an Kunststoffen entfällt auf Polyethylen. PE zählt zu den Thermoplasten und zur Gruppe der Standardkunststoffe.

Für den Erfolg von PE gibt es eine Reihe guter Gründe:

  • PE ist unter den Kunststoffen das absolute "Leichtgewicht" mit einer Dichte <1 (0,92-0,96 g/cm³).
  • teilkristallin
  • Es lässt sich sehr gut und leicht verarbeiten zu hauchdünnen Folien, zu stabilen Fässern, komplizierten technischen Teilen oder phantasievollen Flaschen.
  • PE ist gegenüber Chemikalien sehr gut beständig, selbst gegenüber Säuren und Laugen. Spezielle Typen werden auch von Heizöl und Kraftstoffen nicht angegriffen.
  • Die Durchlässigkeit für Wasserdampf ist minimal - eine Eigenschaft, die bei Verpackungen eine wichtige Rolle spielt.
  • Für Sauerstoff, Kohlendioxid, Geruchs- und Aromastoffe ist PE jedoch sehr gut durchlässig. Für die Verpackung von Produkten, die vor Sauerstoff geschützt werden müssen (z.B. Fette, Öl, Kaffee oder Tee), ist PE daher kein geeignetes Material.
  • PE erfüllt die Anforderungen des Lebensmittelgesetzes und ist gesundheitlich unbedenklich.
  • PE ist ein ausgezeichneter elektrischer Isolator. Starkstromkabel werden beispielsweise mit PE isoliert.
  • PE ist nicht beständig bei Temperaturen über 80° C.
  • Für Außenanwendungen ist PE nur bei entsprechender Stabilisierung gegen UV-Strahlen geeignet.

Typen von Polyethylen

Je nach Herstellungsverfahren gibt es verschiedene Typen von Polyethylen, die sich in ihren Eigenschaften etwas unterscheiden. Die beiden Wichtigsten sind:

  • Polyethylen hoher Dichte, als PE-HD oder HDPE bezeichnet
  • Polyethylen niedriger Dichte, PE-LD oder LDPE genannt.

 

HDPE ist härter und steifer als LDPE, verträgt höhere Temperaturen, ist gegenüber Gasen weniger gut durchlässig und beständiger gegen Chemikalien. LDPE ist zäher, dehnbarer und flexibler als HDPE. LDPE wird überwiegend zu Folien verarbeitet, während HDPE für Hohlkörper bevorzugt wird. Es gibt aber auch Folien aus HDPE (sie sind sehr dünn und rascheln) sowie Hohlkörper aus LDPE v.a. Tuben (sie lassen sich gut quetschen).

Einsatzbereiche

Der wichtigste Einsatzbereich für Polyethylen ist die Verpackung mit dem Schwerpunkt Folien.

Folien
Schrumpffolien zur Palettensicherung, Tragetaschen, Tiefkühlsäcke, Müllsäcke, Verpackungssäcke z.B. für Blumenerde, Dünger u.ä., Baufolien, Landwirtschaftsfolien

Hohlkörper
Flaschen für Wasch- und Reinigungsmittel, Flaschen und Tuben für Shampoos, Kosmetika u.ä., Kanister und Fässer für den Transport verschiedenster Stoffe wie z.B. Säuren, Laugen, Lösungsmittel, Heizöl, Diesel u.ä., Flaschenkästen, Mülltonnen.

Außer in der Verpackung wird PE in folgenden Bereichen eingesetzt:

Haushalt
Vorratsbehälter, Aufbewahrungsdosen für den Kühlschrank, Rührschüsseln, Siebe, Kinderbadewannen, Wäschekörbe, Eimer

Bauwesen
Trinkwasserrohre, Gasrohre, Deponieabdichtungen, Kabelisolierungen

Erkennungsmerkmale

  • PE schwimmt im Wasser
  • PE erinnert beim Berühren stark an Wachs
  • seine Oberfläche ist matt und weich genug, um sie mit dem Fingernagel ritzen zu können
  • wenn PE nicht gefärbt ist, ist es nicht völlig durchsichtig, sondern milchig trüb. (sehr dünne Folien aus LDPE z.B. Tiefkühlbeutel usw. sind infolge der geringen Materialdicke durchsichtig)
  • PE brennt mit heller Flamme, tropft und brennt auch nach dem Entfernen der Zündquelle weiter, der Geruch erinnert an Kerzenwachs (Paraffin).

Historie

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.

Polyetheretherketon – PEEK

Polyetheretherketon (PEEK) ist ein Hochleistungswerkstoff. Der hochtemperaturbeständige thermoplastische Kunststoff hat eine Schmelztemperatur von über 330°C. Die Dauergebrauchstemperatur beträgt ca. 250°C (Luft). Die hervorragende Chemikalien- und Hydrolysebeständigkeit macht ihn zu einem hervorragenden Werkstoff. Hervorzuheben ist weiterhin die sehr gute Gleiteigenschaft, die hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit und Dimensionsstabilität bei höheren Temperaturen.

Wir verarbeiten diesen Hochleistungswerkstoff seit Jahren erfolgreich.

Eigenschaften

  • Dichte: 1,32 g/cm³
  • teilkristallin

Einsatzbereiche

  • PEEK wir oft zur Substitution von Keramik, Metall oder Bronzelegierungen eingesetzt.
  • In der Medizintechnik für chirurgische Instrumente und Implantate.
  • Im Maschinenbau für Lager, Zahnräder, Dichtungen oder Pumpenteile.

Polyethylenterephthalat – PET

Polyethylenterephthalat (PET) ist neben PBT ein weiterer Vertreter der linearen, gesättigten Polyester, ist ein Thermoplast und zählt zu den technischen Kunststoffen. Trevira und Getränkeflaschen aus Kunststoff, beide sind aus PET.

PET war lange Zeit vor allem in Form von Textilfasern bekannt und in Verwendung. Anfang der fünfziger Jahren begann die Großproduktion der ersten Polyesterfasern, (Trevira, Diolen usw.), Mitte der fünfziger Jahre erlangte dann die Herstellung von Folien Bedeutung. Wegen schwieriger Verarbeitbarkeit erlangte PET erst zehn Jahre später als Konstruktionswerkstoff Bedeutung. Heute zählt es mit zu den wichtigsten Verpackungskunststoffen.

Eigenschaften von PET

  • Dichte: 1,35 g/cm³
  • teilkristallin (auch amorphe Typen)
  • PET ist steif und fest mit harter Oberfläche.
  • PET ist glasklar transparent
  • PET ist undurchlässig für Kohlensäure
  • PET ist in hohem Maß aromadicht.
  • PET zeigt eine hohe Durchlässigkeit für Wasserdampf.
  • PET ist beständig gegen die meisten Chemikalien. Eine längere Einwirkung von heißem Wasser oder heißem Dampf führt aber zu einer Schädigung des Materials.
  • geringer Abrieb und gutes Gleitvermögen begünstigen seinen Einsatz für technische Teile.

Einsatzbereiche

Verpackung
Getränkeflaschen, Blisterverpackungen

Textilien
Bekleidung (Fleece, atmende Gewebe, Microfasergewebe), Schlafsackfüllungen, Teppiche

technische Teile
Lager, Zahnräder, Kupplungen, Elektrofolien, Trägermaterial für Tonbänder und Filme

Erkennungsmerkmale

  • sinkt im Wasser zu Boden
  • im ungefärbten Zustand glasklar, transparent
  • weniger spröde als PS
  • brennt mit heller, rauchender Flamme

Polymethylmethacrylat – PMMA

Unter dem komplizierten Namen Polymethylmethacrylat ist das Material nur wenig bekannt. Populär wurde es unter einer anderen Bezeichnung: Acrylglas oder Plexiglas. PMMA gehört zur Gruppe der Thermoplaste und zu den technischen Kunststoffen und ist seit 1927 bekannt.

Eigenschaften von PMMA

  • Dichte: 1,18 g/cm³
  • amorph
  • PMMA ist glasklar, ohne Trübung und Eigenfarbe und zeichnet sich durch kratzfeste, hochglänzende Oberflächen aus.
  • PMMA ist extrem witterungsbeständig. Selbst jahrzehntelange Witterungseinflüsse führen nicht zum Vergilben, zur Trübung oder zu matten Oberflächen.
  • PMMA ist chemisch beständig gegen schwache Säuren und Laugen, Wasser, Fette und Öle. Durch organische Lösungsmittel wird PMMA gelöst.
  • PMMA ist gesundheitlich unbedenklich und für den Gebrauch mit Lebensmitteln zugelassen. Wegen zu starker Wasseraufnahme bei 100°C können Teile aus PMMA jedoch nicht im Dampf sterilisiert werden.

Einsatzbereiche

Für spezielle Anwendungen kann das Material mit Zusatzstoffen ausgerüstet oder besonders bearbeitet werden: So besteht das Dach des Münchner Olympiastadions aus versteckten und deshalb besonders druck- und reißfesten sowie flammenhemmend ausgerüsteten Verglasungen aus PMMA. Beim Einsatz als Solariumliege muss das Material hohe Durchlässigkeit für UV-A und UV-B Strahlen aufweisen, gleichzeitig gegen die intensive Bestrahlung der Solariumlampen und auch gegen Hautcremes beständig sein.

Weitere Anwendungsbeispiele
Lichtkuppeln, Flugzeugkanzeln, Auto-Rückstrahler, Beleuchtungskörper, Solarien, Solar-Verglasungen, transparente Lärmschutzwände, optische Speicher, optische Linsen, Kontaktlinsen, zahnmedizinische Artikel, Büroartikel, Zeichengeräte (Geodreieck u.ä.)

Erkennungsmerkmale

  • sinkt im Wasser zu Boden
  • glasklar, transparent
  • brennt knisternd und verströmt dabei einen "fruchtartigen" Geruch

Historie

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.

Polyoxymethylen – POM

Polyoxymethylen (POM) ist dank seiner guten Eigenschaften ein hervorragender Konstruktionswerkstoff, der praktisch in allen Branchen Anwendung findet.

Die ersten Polyacetale wurden 1958 in den USA hergestellt. Neben den Homopolymeren werden vielfach auch Copolymere hergestellt. Sie sind allesamt teilkristalline Polymere. In naturfarben sind sie opak. Neben unverstärkten sind auch solche mit 10-40% Glasfaseranteil auf dem Markt.

Eigenschaften von POM

  • Dichte: 1,41-1,42 g/cm³
  • teilkristallin
  • POM ist hart steif und zäh
  • hohes Rückstellvermögen
  • hohe Wärmeformbeständigkeit
  • hoher Abriebwiderstand
  • günstiges Gleitverhalten
  • geringe Feuchtigkeitsaufnahme
  • gesundheitlich unbedenklich

 

Einsatzbereiche

Clipse, Zahnräder, Gleit- und Montageelemente, Feuerzeuge, Zubehör f. elektrische Zahnbürsten, Getriebeteile, Ritzel, Elemente für Skibindungen

 

Erkennungsmerkmale

  • POM ist leicht entflammbar
  • die Flamme brennt bläulich, tropft und brennt weiter
  • riecht nach dem Erlöschen nach Formaldehyd

Historie

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.

Polypropylen – PP

Polypropylen (PP) ist in seinen Eigenschaften und seinem Aufbau dem Polyethylen ähnlich. PP zählt zu den Thermoplasten und zur Gruppe der Standardkunststoffe. PP wurde in den 50-iger Jahren das erste Mal hergestellt, 20 Jahre nach Polyethylen oder PVC, und ist damit ein vergleichsweise "junger" Kunststoff.

In folgenden Eigenschaften unterscheidet sich PP von PE

  • Dichte: 0,91-0,93 g/cm³
  • teilkristallin
  • PP ist härter und steifer als Polyethylen
  • PP erträgt höhere Temperaturen
  • PP ist gegenüber Fetten und Ölen besser beständig
  • PP ist in der Kälte spröde

Das Verspröden in der Kälte ist ein Nachteil von reinem PP, der sich aber durch Modifikationen im chemischen Aufbau beheben lässt.

Einsatzbereiche

Die Haupteinsatzgebiete für Polypropylen und seine Modifikationen sind der Textilbereich, der Verpackungsbereich, der Fahrzeugbau und der Haushaltsbereich.

Verpackung
Becher für fetthaltige Produkte, wie z.B. Margarine, mayonaisehaltige Salate usw., Flaschen für Ketchup, Beutel für Brot, Gebäck, Knabbergebäck u.ä., Flaschen und Dosen für Kosmetika und medizinische Produkte, Verpackungen für Textilien, Schwergutsäcke.

Haushalt
Tupperware und ähnliche Produkte, Küchengeschirr, Gehäuse von Küchengeräten, Bauteile für Wasch- und Geschirrspülmaschinen, Kofferschalen

Textilien
Fasern und Garne für Teppiche, Fasern für Geotextilien

Automobilbau
Stoßfänger, Radkasten- und Kofferraumauskleidungen, Armaturentafeln, Konsolen, Türtaschen, Kühlergrill, Spoiler, Behälter für Kühler- und Bremsflüssigkeit, Scheinwerfergehäuse

Bauwesen
Abflussrohre, Profile, Armaturen, künstlicher Rasen

Erkennungsmerkmale

  • ähnlich wie PE erinnert PP beim Angreifen an Wachs
  • seine Oberfläche ist matt, lässt sich allerdings nicht mehr mit dem Fingernagel ritzen
  • PP ist im ungefärbten Zustand nicht klar durchsichtig, sondern milchig trüb (dünne PP-Folien sind infolge der
  • geringen Materialdicke völlig durchsichtig und übertreffen in ihrer Transparenz PE-Folien).
  • brennt ähnlich wie PE, Geruch ähnlich Kerzenwachs mit leicht stechender Komponente

Historie

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.

Polystyrol – PS

Polystyrol (PS) gehört zusammen mit Polyethylen und Polypropylen zu den am meisten eingesetzten Kunststoffen. PS ist ein Thermoplast, der zur Gruppe der Standardkunststoffe zählt. PS zählt zu den am längsten bekannten thermoplastischen Kunststoffen.

Eigenschaften von PS

  • Dichte: 1,05 g/cm³
  • amorph
  • Reines Polystyrol ist steif und hart, neigt deshalb aber auch zu Sprödigkeit und Zerbrechlichkeit.
  • Es lässt sich außerordentlich gut und leicht verarbeiten.
  • Ungefärbt ist Polystyrol wasserhell, transparent mit hohem Oberflächenglanz.
  • PS ist ein guter elektrischer Isolator und ist sehr widerstandsfähig gegen energiereiche Strahlung (z.B. Röntgenstrahlen).
  • Für den engeren Einsatz im Freien ist PS nicht geeignet, da es vom UV-Anteil des Sonnenlichtes geschädigt wird - das Material verliert an Festigkeit, vergilbt und die Oberfläche wird matt.
  • Die Dauergebrauchstemperatur für PS liegt bei 60°C - max. 80° (Zur Veranschaulichung: Mit Flüssigkeit gefüllte Joghurtbecher schrumpfen, wenn sie z.B. in der Mikrowelle erhitzt werden!)

Einsatzbereiche

Aus reinem Polystyrol werden Verpackungen hergestellt wie z.B. Klarsichtschachteln, Formteile für Radio- und Fernsehgeräte, Schaugläser, Leuchtenabdeckungen, Einwegbesteck, Kleiderbügel und Wäscheklammern. Durch Modifizieren lassen sich die Eigenschaften von Polystyrol verbessern, Auf diese Weise lässt sich z.B. die Temperaturbeständigkeit, die Beständigkeit gegen Chemikalien oder die UV-Beständigkeit. erhöhen und die Sprödigkeit vermindern.

Bekannte Vertreter dieser "abgewandelten" (modifizierten) Styrolpolymere sind:

  • HIPS (High Impact PS) - schlagzäh modifiziertes PS
  • ABS - Acrylnitril-Butadien-Styrol-Pfropfcopolymer
  • SAN - Styrol-Acrylnitril-Copolymer

 

HIPS
Joghurtbecher

ABS
Gehäuse von Büro- und Haushaltsmaschinen sowie Rundfunk- und Fernsehgeräten, Telefonapparate, Kofferschalen, Ausstattungsteile für Autos und Flugzeuge, als Tischplatten und Gestelle, für Spielzeug (LEGO)

SAN
Wasserzähler, Armaturen, Griffe, Rückstrahler, Geschirr, Kugelschreiber, Kaffeefilter, Tonbandspulen, Warndreiecke, Bedienungsknöpfe

Erkennungsmerkmale

  • sehr schöne, brilliant glänzende Oberfläche
  • bricht und splittert sehr leicht
  • bei Kontakt mit Lösemitteln z.B. Aceton wird die Oberfläche blind
  • PS brennt leuchtend mit stark rußender Flamme und verbreitet dabei einen süßlichen Geruch.

GESCHÄUMTES POLYSTYROL - EPS (EXPANDED PS)

Der bekannteste Vertreter von geschäumtem Polystyrol ist Styropor. Styropor ist ein eingetragener Handelsname für des geschäumte PS der Firma BASF. Bei der EPS Erzeugung werden PS-Perlen, in die ein Treibmittel eingearbeitet ist, durch Wärme aufgeschäumt und in Form gebracht. Als Treibmittel kommen Flüssigkeiten mit einem niedrigen Siedepunkt zur Anwendung (z.B. Pentan, keine FCKWs).

Einsatzbereiche

Große Mengen an geschäumtem Polystyrol werden im Baubereich für Wärme- und Trittschalldämmungen eingesetzt. Der zweite große Anwendungsbereich sind die bekannten Formteile für Transportverpackungen, Kühlboxen usw.

Erkennungsmerkmale

  • PS sinkt im Wasser zu Boden
  • undurchsichtig und sehr leicht
  • besteht aus aneinander klebenden, geschäumten Kügelchen (an Bruchflächen deutlich zu erkennen)
  • EPS fühlt sich wegen seiner wärmeisolierenden Eigenschaft warm an
  • brennt wie PS

Historie

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.

Polyurethane – PUR

Polyurethane (PUR) ist die Bezeichnung für eine ganze Gruppe von Kunststoffen, die ein bestimmtes chemisches Bauprinzip gemeinsam haben und aus Isocyanaten und Polyolen hergestellt werden. Je nach Art der verwendeten Ausgangsstoffe zeigen PUR eine große Vielfalt an Erscheinungsformen und Eigenschaften. Es gibt PUR, die thermoplastisch sind, in der Mehrzahl haben sie aber eine mehr oder weniger stark vernetzte Molekülstruktur und zählen damit zu den Elastomeren bzw. Duroplasten.

Eigenschaften

  • Dichte: 1,14-1,20 g/cm³
  • teilkristallin

Einsatzbereiche

Schaumstoffe, Gießharze, Klebstoffe und Lacke

Schaumstoffe
Weichschaumstoffe, Hartschaumstoffe, Integralschaumstoffe (Schaumstoffe mit nahezu dichter Randschicht, die Porengröße nimmt von außen nach innen zu, die Materialdichte daher ab)

Weichschaumstoffe
Polstermöbel, Auto- und Flugzeugsitze, Matratzen, Teppichrückenbeschichtungen, Verpackungen

Hartschaumstoffe
Wärmedämmplatten, Bauteile (z.B. Wandelemente für Industriebauten, Sporthallen u.ä.)., Isolierungen für Kühlgeräte, Heißwasserspeicher sowie wärme- oder kälteführende Rohrleitungen (z.B. Fernwärmeleitungen), Ortsschaum (Ausschäumen von Hohlräumen an Ort und Stelle)

Integralschaumstoffe
Armlehnen, Kopfstützen, Lenkräder, Schaltknöpfe, Stuhlkreuze, Prallpuffer, Stoßdämpfer, Griffe

Tetrafluorethylen – PTFE

Hinter dem Namen Tetrafluorethylen (PTFE), verbirgt sich ein Material, das als Teflon sehr bekannt wurde. PTFE zählt zu den Hochleistungskunststoffen. Der Fluorgehalt macht PTFE zu einem Kunststoff, der zwar weniger steif oder hart als andere Kunststoffe ist, dafür aber eine Reihe besonderer Eigenschaften aufweist.

Eigenschaften

  • Dichte: 2,15-2,3 g/cm³
  • teilkristallin
  • Die Kristalinität kann bis zu 94% erreichen
  • PTFE ist gegen alle Chemikalien beständig. Bis jetzt wurde noch kein Lösungsmittel gefunden, das PTFE bei Temperaturen unterhalb von 300°C löst.
  • PTFE wird in seiner Temperaturbeständigkeit von keinem anderen Kunststoff übertroffen. Es ist dauernd verwendbar im Bereich von -270°C bis +260°C.
  • PTFE zeigt einen äußerst geringen Reibungswiderstand und extrem gute Gleiteigenschaften.
  • PTFE zeigt ohne stabilisierenden Zusatzstoffe sehr hohe UV- und Witterungs-Beständigkeit.
  • Durch energiereiche Strahlung (z.B. Röntgen) wird PTFE allerdings abgebaut, d.h. es verliert bestimmte Eigenschaften (z.B. Festigkeit). Der Abbau wird durch die Anwesenheit von Sauerstoff beschleunigt.
  • Die Durchlässigkeit für Gase und Dämpfe ist größer als bei anderen Kunststoffen.
  • PTFE ist lebensmittelecht. Bei beschichtetem Küchengeschirr sind keine gesundheitliche Schädigungen zu befürchten.
  • PTFE Teile sind auch für Einpflanzungen in lebendes Gewebe (Chirurgie) geeignet.

Einsatzbereiche

Dichtungen, Dehnungselemente, Drahtisolationen, Isolierfolien, Teile für gedruckte Schaltungen, selbstschmierende wartungsfreie Lager, Antihaft-Beschichtungen für Bratpfannen und Bügeleisen, künstliche Bänder und Gefäße, Verbände für Brandwunden, atmungsaktive Stoffe für Kleidung (Gore-Tex enthält eine Membran aus Teflon).

https://www.hunold-knoop.de/kunststoffwissen/die-kunststoffe-106