Knöpfe aus Kunststoff
Knöpfe aus Kunststoff (Quelle: Susanne Schmich / pixelio.de)

Entsprechend nach DIN 7724 werden Kunststoffe (auch Plaste oder Plastik) aufgrund ihres mechanischen Verhaltens in Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere und thermoplastische Elastomere eingeteilt.

Kunststoffe werden aus Rohstoffen wie z.B. Erdöl synthetisch hergestellt. Aufgrund der organischen Kohlenstoff- oder Siliziumverbindungen werden sie als organische Werkstoffe bezeichnet.

Vorteile und Nachteile von Kunststoff

Vorteile

Die Eigenschaften von Kunststoffe können über die Herstellungsverfahren beeinflusst werden. Im Allgemeinen besitzen sie folgende typische Eigenschaften (Vorteile):

  • geringe Dichte
  • gute und kostengünstige Formgebung möglich
  • hart, biegsam oder elastisch – je nach Kunststoffsorte
  • elektrisch isolierend (es gibt jedoch auch leitfähige Kunststoffe)
  • wärmedämmend
  • schalldämmend
  • sehr gute Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit

Nachteile

Beim Einsatz von Kunststoffen müssen einige Eigenschaften (Nachteile) jedoch berücksichtigt werden:

  • geringe Festigkeit
  • geringe Wärmebeständigkeit
  • zum Teil geringer Flammpunkt – gut brennbar
  • nicht alle Kunststoffe sind recyclebar
  • Lösungsmittel können manche Kunststoffsorten angreifen

Wie immer können Vorteile auch zum Nachteil sowie Nachteile auch zum Vorteil (genutzt) werden.

Kunststoffarten

Thermoplaste

Thermoplaste (griechisch „thermo“ = Wärme) bestehen aus fadenförmigen Makromolekülen ohne Vernetzung.

Sie sind warmumformbar und schweißbar. Bei Raumtemperatur sind sie hart-elastisch. Erwärmt man Thermoplaste werden sie elastischer, bis sie bei anhaltender Erwärmung plastisch weich und zuletzt flüssig werden. Steigt die Temperatur über eine Grenztemperatur (Zersetzungstemperatur), zersetzen sie sich.

Thermoplaste werden durch Spritzgießen, Spritzblasen oder Extrudieren kostengünstig in der Massenfertigung hergestellt. Durch Warmumformen oder Schweißen können sie weiterverarbeitet werden.

Sie sind gut recycelbar.

Gängige Thermoplaste

  • Polyethylen (PE)
  • Polypropylen (PP)
  • Polyvinylchlorid (PVC)
  • Polystyrol (PS)
  • Polycarbonate (PC)
  • Polyamide (PA)
  • Polymethylmethacrylat (PMMA)
  • Polytetraflourethylen (PTFE)
  • Polyoximethylen (POM)
  • Polybutylenterephthalat (PBT)

Duroplaste

Duroplaste (lateinisch „durus“ = hart) bestehen aus Makromolekülen mit vielen Vernetzungsstellen.

Sie sind nicht umformbar und nicht schweißbar. Die Härte und Festigkeit verändert sich bei Erwärmung nur geringfügig. Werden Duroplaste jedoch über die Zersetzungstemperatur erwärmt, zersetzen sie sich, ohne weich zu werden. Das flüssige Vorprodukt von Duroplasten besitzt ein harziges Aussehen, weshalb sie auch Harze genannt werden.

Beim Herstellen von duroplastischen Fertigteilen wird das flüssige Harz mit einem Härter vermischt und unter Druck und Hitze in seine endgültige Form gebracht. Dadurch vernetzen die engmaschigen Makromoleküle und härten aus. Nach dem Aushärten können die Duroplaste nicht mehr durch Umformen weiterverarbeitet oder geschweißt werden.

Duroplaste sind nicht recycelbar, jedoch eventuell als Füllstoff verwertbar.

Gängige Duroplaste

  • Epoxidharze (EP)
  • Ungesättigte Polyesterharze (UP)
  • Polyurethanharze (PUR)

Elastomere

Elastomere bestehen aus ungeordneten Makromolekülen mit wenig Vernetzungsstellen.

Sie sind gummielastisch sowie nicht warmumformbar und nicht schweißbar. Bei Erwärmung bleiben sie gummielastisch und werden etwas weicher. Beim Überschreiten der Zersetzungstemperatur, zersetzen sie sich ohne plastisch zu werden. Durch die innere Struktur der Makromoleküle lassen sich Elastomere um mehrere hundert Prozent elastisch verformen. Das heißt, sie gehen nach Wegnahme der Kraft wieder in ihren Ausgangszustand zurück.

Elastomere sind nicht recycelbar.

Gängige Elastomere

  • Naturgummi (NR)
  • Styrol-Butadien-Gummi (SBR)
  • Silikon-Gummi (SIR)

Thermoplastische Elastomere

Thermoplastische Elastomere besitzen die gleichen Eigenschaften wie die Elastomere. Durch ihre thermoplastische Eigenschaft lassen sie sich jedoch Spritzgießen oder Extrudieren. Diese Verfahren werden in der Massenfertigung eingesetzt, was die Kunststoffe sehr wirtschaftlich werden lässt.

Gängige thermoplastische Elastomere

  • Thermoplastische Polyurethan-Elastomere (PUR(T))