Kategorie-Archiv: Kunststoff

Unter dem Begriff Biokunststoffe werden kunststoffanaloge Werkstoffe zusammengefasst, die vollständig oder zu überwiegenden Anteilen aus Biopolymeren erzeugt und unter Anwendung der für Kunststoffe üblichen Verfahren modifiziert werden.
Zur Herstellung von Biokunststoffen werden vorwiegend agrarische Rohstoffe wie Pflanzenöl, Stärke, Zucker oder Cellulose als Ausgangsstoffe verwendet. Reststoffe aus der Lebensmittelverarbeitung, beispielsweise Tomaten- und Kartoffelschalen, Rübenmelasse oder Krebs- und Krabbenschalen, können ebenfalls als Rohstoffe dienen. Die meisten Biokunststoffe können biologisch abgebaut werden (biologisch abbaubare Werkstoffe), d. h., Mikroorganismen wandeln sie in Kohlendioxid und Wasser um.

Stärkewerkstoffe, auch Stärkeblends genannt, basieren auf nativer Pflanzenstärke. Mit speziellen Verfahren kann man ihnen thermoplastische Eigenschaften verleihen. Polyester wie Polymilchsäure (PLA) oder Polyhydroxyalkanoate (PHA) werden mit biotechnologischen Verfahren hergestellt. Zur Produktion von PLA wird fermentativ erzeugte Milchsäure anwendungsspezifisch aus dem Rohstoff selektiert und anschließend polymerisiert. Cellulosewerkstoffe werden aus schnellwachsenden Baumarten, z. B. Eukalyptus, gewonnen. Speziell aufgereinigte und behandelte Biokunststoffe werden auch als Biomaterialien in der Medizintechnik eingesetzt.

Biokunststoffe können wie konventionelle, erdölbasierte Kunststoffe zu einer Vielzahl von Anwendungen verarbeitet werden. Sie gelten als wichtige Innovation der Chemie- und Kunststoffindustrie (Bioraffinerie). Der weltweite Absatz an Biokunststoffen für die verschiedensten Anwendungen wird 2003 auf 50 000‒60 000 Tonnen geschätzt. Bisher kommen Biokunststoffe in überwiegend kurzlebigen Anwendungen zum Einsatz, z. B. als kompostierbare Abfallbeutel, Transportverpackungen, Mulchfolien oder Tragetaschen. Neben der biologischen Abbaubarkeit und der regenerativen Rohstoffbasis besitzen Biokunststoffe auch technische Eigenschaften, welche sie von konventionellen Kunststoffen unterscheiden, z. B. in ihrer Durchlässigkeit für Gase. Mittel- und langfristig geht man davon aus, dass sie einen nennenswerten Teil des Marktes für Kunststoffprodukte besetzen können.

Umgangssprachlich wird Kunststoff auch als Plastik bezeichnet. Kunststoffe werden halbsynthetisch oder synthetisch aus monomeren Molekülen hergestellt. Sie können aus verzweigten, linearen und vernetzten Ketten bestehen. Auch Kunstharze in Klebe- und Lackstoffen, sowie Chemiefasern sind ebenfalls synthetische Polymere.

Von großer Bedeutung sind die Eigenschaften: Härte, Formbarkeit, Bruchfestigkeit, Elastizität, chemische Beständigkeit und Wärmeformbeständigkeit. Diese Eigenschaften lassen sich durch die Auswahl der Ausgangsmaterialien, Herstellungsverfahren und durch die Beimischung von Additiven variieren.

Desweiteren werden Kunststoffe u.a. zu Textilfasern, Verpackungsmaterialien, Rohren, Tanks, Isolierungen und im Fahrzeugbau zu Polsterungen und Reifen weiterverarbeitet.

Synthetische Kunststoffe entstehen aus der Polykondensation, Polymerisation oder Polyaddition von Prepolymeren oder Monomeren. Gecracktes Naphta kann hierbei als Rohstoff dienen. Durch die Modifikation natürlicher Polymere entstehen Halbsynthetische Kunststoffe. Biobasierende Kunststoffe wie Polyhydroxybuttersäure und Polymilchsäure werden durch Fermentation von Stärke oder Zucker hergestellt.

Verwendet werden von den Menschen natürlich vorkommende Polymere und Biopolymere schon seit Urzeiten. In ihren Zellen enthalten alle Pflanzen und Tiere Polymere. Die ersten Kunststoffe der Menschheitsgeschichte lieferten Birken, sog. Birkenpech. Mit natürlichem Asphalt wurden Kanäle und Wasserbecken in Arabien abgedichtet. Zudem wurden einige Baumharze als Gummi Arabicum verwendet und anschließend nach Europa exportiert.

Kunststoffe werden in folgende Gruppen unterteilt: Thermoplast, Duroplast, Elastomere und Thermoplastische Elastomere.

Als Thermoplaste werden Kunststoffe bezeichnet, die aus linearen langen Molekülen bestehen. Solche Kunststoffe werden zu Verpackungsmaterialien und Kunststofftüten verarbeitet. Desweiteren finden sie Anwendung in der Automobil- und der Elektroindustrie.

Duroplaste (Polymere) gehen durch eine Vernetzungsreaktion aus einer Lösung oder Schmelze der Komponenten eines Härtungsprozesses hervor. Duroplast sind bei hohen Temperaturen, sowie chemisch und mechanisch Beständig. Deshalb bestehen Treetboote aus einem Duroplast-Rumpf.

Elastomere (weitmaschig vernetzt) sind flexibel. Ihre Form können sie durch Dehnung oder Druck kurzzeitig verändern. Die ursprüngliche Form nehmen sie nach Beendigung von Dehnung und Druck schnell wieder an. In den meisten Lösungsmitteln sind Elastomere nicht löslich. Außerdem werden sie durch Erwärmung nicht weich.

Thermoplastische Elastomere (Elastoplaste bzw. TPE) werden hingegen beim Erhitzen verformbar. Zwischen den Eigenschaften von Thermoplasten und Duroplasten, sind die des Elastoplastes einzuordnen. 1965 entwickelte Shell Blockcopolymere aus Polyolefinen und Styrol.

Ein weltweit standardisiertes Kurzzeichensystem bezeichnet die einzelnen Kunststoffe. Für Deutschland sind es die DIN ISO 1629 (Kautschuke) und DIN EN ISO 1043 Teil 1.