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Eigenschaften

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Eigenschaften

Einführung

Kunststoffe, umgangssprachlich auch Plastik genannt, sind, wie der Name verrät, künstlich hergestellte Stoffe. Sie sind heute unsere ständigen Begleiter, denn wir verwenden sie in fast jeder Lebenslage. Beim Einkaufen findest du fast alle Produkte in Plastikverpackungen, denn sie bilden einen guten Schutz. Viele Haushaltsgeräte sind ebenfalls aus Kunststoff. Weitere Beispiele sind Fahrradreifen, Spielzeuge, Kosmetik, Klebstoffe und Kleidung. Heutzutage ist es unmöglich auf Dauer ohne Kunststoffe auszukommen. Sie bieten uns sehr viele Vorteile gegenüber anderen Materialien. Durch ihre chemische Herstellung können wir sie so produzieren, dass ihre Eigenschaften genau unseren Wünschen entsprechen. Sie sind im Vergleich zu Metallen sehr leicht, können gut Wärme isolieren, haben schlechte elektrische Leitfähigkeit, sind resistent gegen Säuren und Basen und relativ bruchfest. Kunststoffe entstehen durch Verknüpfung von kleinen Molekülen, den Monomeren, zu riesigen Ketten, den Polymeren. Sie werden nach ihren Eigenschaften und ihrem chemischen Aufbau eingeteilt in Thermoplasten, Elastomere und Duroplasten.
Merke
Kunststoffe sind künstlich hergestellte Stoffe, die aus langen Molekülketten bestehen. Sie lassen sich nach ihren Eigenschaften in drei Gruppen unterteilen, den Thermoplasten, Elastomeren und Duroplasten.
Merke
Kunststoffe sind künstlich hergestellte Stoffe, die aus langen Molekülketten bestehen. Sie lassen sich nach ihren Eigenschaften in drei Gruppen unterteilen, den Thermoplasten, Elastomeren und Duroplasten.

Thermoplasten

Thermoplasten sind lange, kettenförmige Makromoleküle. Sie sind kaum vernetzt, sondern haben eine lineare Struktur. Zwischen den Molekülen wirken Van-der-Waals Kräfte oder Wasserstoffbrückenbindungen. Da die Moleküle nicht untereinander vernetzt sind, werden bei Wärmezufuhr die zwischenmolekulare Kräfte überwunden und sie schmelzen. Der Vorteil der Thermoplasten ist, dass man sie im geschmolzenen Zustand leicht verformen kann und sie beim Abkühlen in dieser Form bleiben. Dieser Prozess kann beliebig oft wiederholt werden, deswegen sind die Thermoplasten auch besonders gut für das Recycling geeignet. Die Vertreter der Thermoplasten sind z.B. PVC (Polyvinylchlorid), die bei Fußböden und Kabeln verwendet werden oder PE (Polyethen), woraus Plastikbeutel, Einwegflaschen und Frischhaltefolie besteht.
Kunststoffe: Eigenschaften
Abb. 1: Thermoplast
Kunststoffe: Eigenschaften
Abb. 1: Thermoplast
Merke
Thermoplasten bestehen aus linearen, kaum vernetzten Molekülketten. Sie schmelzen bei Wärmezufuhr und sind gut verformbar.
Merke
Thermoplasten bestehen aus linearen, kaum vernetzten Molekülketten. Sie schmelzen bei Wärmezufuhr und sind gut verformbar.

Duroplasten

Duroplasten sind lange Makromoleküle, die aber im Vergleich zu den Thermoplasen, sehr stark untereinander vernetzt sind. Die Vernetzung erfolgt durch Elektronenpaarbindungen, was zur Folge hat, dass Duroplasten bei Wärmeeinfluss fest bleiben und verkohlen. Ihre typischen Eigenschaften sind Härte und außerdem sind sie spröde. Sie lassen sich nach ihrer Aushärtung nicht mehr schmelzen, somit auch nicht verformen und schlecht recyceln. Zu der Gruppe der Duroplasten gehören UF (Aminoplaste) und MF (Phenoplaste). Aus ihnen werden Schutzhelme, Steckdosen oder Isolatoren hergestellt. Ihre große Hitzebeständigkeit ermöglicht auch Einsatz im Automotor oder als Bremsscheibe.
Kunststoffe: Eigenschaften
Abb. 2: Duroplast
Kunststoffe: Eigenschaften
Abb. 2: Duroplast
Merke
Bei Duroplasten gibt es starke Vernetzungen zwischen den Molekülketten. Sie können nicht geschmolzen werden und sind sehr Hitzeresistent. Bei zu großer Wärmezufuhr verkohlen sie allerdings.
Merke
Bei Duroplasten gibt es starke Vernetzungen zwischen den Molekülketten. Sie können nicht geschmolzen werden und sind sehr Hitzeresistent. Bei zu großer Wärmezufuhr verkohlen sie allerdings.

Elastomere

Elastomere sind aus ungeordneten Polymerketten aufgebaut, die weitmaschig vernetzt sind und sich bei Belastung elastisch ausdehnen lassen. Somit sind sie gut verformbar und kehren, sobald die Belastung nachlässt, auf ihre Ursprungsform zurück. Naturkautschuk wird oft als Ausgansprodukt für die Herstellung von Gummi eingesetzt. Man muss zuerst eine Vulkanisation durchführen, um die Vernetzung zu erreichen und so die Eigenschaften von Gummi zu erhalten. Als Vulkanisation bezeichnet man die Vernetzung der Moleküle mit Schwefelbrücken. Es ist außerdem möglich Elastomere in Duroplasten umzuwandeln, indem sie durch Aushärtung stärker vernetzt werden. Welche Anwendung haben Elastomere? Das wohl bekannteste Beispiel sind die Reifen bei Fahrrädern oder Autos. Dafür wird der vulkanisierte Kautschuk, der Gummi, verwendet. Für Matratzen oder Schaumstoffe wird PUR (Polyurethan) benutzt.
Kunststoffe: Eigenschaften
Abb. 3: Elastomer
Kunststoffe: Eigenschaften
Abb. 3: Elastomer
Merke
Elastomere sind Kunststoffe, die sich bei Belastung elastisch verhalten: sie können sich ausdehnen und zusammenziehen. Grund dafür ist die ungeordnete Struktur ihrer Molekülketten.
Merke
Elastomere sind Kunststoffe, die sich bei Belastung elastisch verhalten: sie können sich ausdehnen und zusammenziehen. Grund dafür ist die ungeordnete Struktur ihrer Molekülketten.
Bildnachweise [nach oben]
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© 2016 – SchulLV.
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