Kunststoffe

10.4.1 Allgemeine Eigenschaften

Kunststoffe sind makromolekulare Werkstoffe, die ihren einstigen Ruf als „Ersatzstoffe66 ftir Naturstoffe wie Kautschuk, Horn und pflanzliche Harze durch eine Reihe giinstiger Eigenschaften und eine hohe Wirtschaftlichkeit lange widerlegt haben. Auf bestimmten Anwendungsgebieten sind die Kunststoffe den traditionellen Werkstoffen inzwischen weit uberlegen. Dazu kommt der vergleichsweise geringe Energieaufwand bei der Herstellung von Kunststoffen im Gegensatz zu klassischen Metallen wie Aluminium und Eisen. Ver – gleicht man beispielsweise den Energieverbrauch ftir die Produktion gleicher Volumina Aluminium und Polyethylen, ergibt sich ftir Aluminium ein neunmal hoherer Verbrauch [OC 5]. Zur Gewinnung des gleichen Volumens Stahl muss immerhin noch die dreifache Energiemenge aufgewendet werden.

Obwohl im Bauwesen nach wie vor mineralische Baustoffe dominieren, findet heute bereits ein Viertel der Kunststoffproduktion der BRD im Bausektor Anwendung.

Zu den herausragenden Eigenschaften des Werkstoffs Kunststoff zahlen:

• eine geringe Massendichte

Mit Dichten im Bereich von 0,8 bis 2,2 g/cm3 sind die Kunststoffe deutlich leichter als die Metalle, bei Schaumstoffen werden sogar Werte 0,05 g/cm3 erreicht.

• eine hohe Korrosionsbestandigkeit

Kunststoffe weisen gegenuber den meisten aggressiven Fliissigkeiten bzw. Chemikalien eine hohe Widerstandsfahigkeit auf (Ausnahme: Organische Losungsmittel). eine niedrige Verarbeitungstemperatur und gute Verformbarkeit Die Verarbeitungstemperaturen liegen in der Regel unter 250°C. Es ist sowohl eine spa – nende als auch eine spanlose Verformung moglich.

• eine geringe thermische und elektrische Leitfdhigkeit.

Die Mehrzahl der Kunststoffe weisen eine geringe thermische und elektrische Leitfahig – keit auf, weshalb sie ftir Isolations – und Warmedammzwecke geradezu pradestiniert sind. Andererseits konnen auch leitfahige Kunststoffe (Polypyrrol, Polyacetylen) herge – stellt werden. Ihre Leitfahigkeit kann durch Dotieren (z. B. mit AsF5 oder Natrium) auf Werte von etwa 104 S/cm, also in den Leitfahigkeitsbereich des metallischen Quecksil – bers erhoht werden. Leitfahige Kunststoffe finden beispielsweise in metallfreien Batte – rien Anwendung.

Kunststoffe weisen allerdings auch eine Reihe nachteiliger Eigenschaften auf. Sie sind meist nur wenig warmebestandig, leicht brennbar und altem schnell (Кар. 10.4.7). DarUber hinaus besitzen sie meist niedrigere Festigkeiten und eine deutlich hohere Warmeausdeh – nung als die Metalle.

Kunststoffe zeigen ein charakteristisches thermisches Verhalten. Entweder sind sie ober – halb einer bestimmten Temperatur plastisch erweichbar oder sie harten nach einmaligem Durchlaufen eines plastischen Zustands irreversibel aus. Deshalb werden sie auch als Plaste oder Plastik (engl. plastics) bezeichnet. Fiir Kunststoffe mit harzahnlicher Konsistenz ver – wendet man die Begriffe Kunstharze oder synthetische Harze, Reaktionsharze, Giefiharze oder Laminatharze. Reaktionsharze sind Kunstharze, die ftir sich oder durch chemische

Reaktion mit einer zweiten (evtl. auch mehr!) Komponente, z. B. einer Harter-, einer Be – schleuniger – oder weiteren Harzkomponenten, zum eigentlichen Kunstharz ausharten.

Bei den Reaktionsharzen handelt es sich meist um fliissige oder verflussigbare niedermole – kulare Harze (Grundharze) mit mittleren Molmassen im Bereich von 380…500. Harter sind Stoffe oder Stoffgemische, die die Aushartung des Grundharzes zum ausgeharteten Harz bewirken.

Der neue Begriff Polymerwerkstoff schlieBt den Begriff Kunststoff vollstandig ein. Aus – gangsstoffe fur die vollsynthetischen Kunststoffe sind vor allem Erdol, aber auch Kohle und Erdgas sowie Kalk, Kochsalz, Wasser u. a.