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Kunststoffe im Alltag

Jahrtausende verwendete der Mensch Gegenstände aus Stein, Metall oder Holz. Mit der Verwendung von Kunststoffe begann eine neue Ära. Kunststoffe sind meist organische Makromoleküle. Sie können ganz spezifisch auf ihre Aufgaben zugeschnitten hergestellt werden. Die heutige Kunststoffchemie, oder Polymerchemie, besitzt eine große Bandbreite an Verbindungen. Diese basieren zumeist auf Kohlenstoff, doch es gibt auch Kunststoffe die auf Silizium basieren. Diese Kunststoffe nennt man Silicone.

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Um einen Überblick zu behalten, kann man die Kunststoffe einteilen. Eine Möglichkeit der Einteilung nach ihrer Härte und Verformbarkeit. Die Kunststoffe werden eingeteilt in Thermoplasten, Duroplasten und Elastomere.

Thermoplasten**, **Duroplasten** und **Elastomere

Thermoplaste

Die Gruppe der Thermoplaste hat ihren Namen von ihrer Reaktion auf Wärme. Werden die Thermoplaste erwärmt, so werden sie weich und verformbar. Erhöht man die Temperatur weiter schmelzen Thermoplaste. Dieses Verhalten liegt in der Struktur begründet. Die Moleküle eines Thermoplasten sind linear und wenig bis gar nicht verzweigt. Zwischen diesen Molekülen wirken nur physikalische Wechselwirkungen, wie die van-der-Waals-Kräfte. Dadurch sind sie nur leicht miteinander verbunden und können schwingen. Durch diese Eigenschaft können sie geschmolzen und in Form gegossen werden. Beispiele für Thermoplasten sind Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyvinylchlorid (PVC).

Duroplaste

Ganz anders verhalten sich die Duroplasten. Sie sind stark dreidimensional vernetzt und bilden so ein einziges riesiges Makromolekül. Diese Vernetzungen sind richtige kovalente Bindungen und daher sehr stark.

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Duroplaste bleiben auch in der Wärme hart und formstabil. Daher können sie gepresst werden aber nicht in Form gegossen werden. Duroplaste besitzen keine Schmelztemperatur. Sie zersetzen sich ab einer bestimmten Temperatur und sind dann dauerhaft zerstört. Duroplaste können mechanisch bearbeitet werden, also durch sägen, hobeln oder bohren. Duroplasten finden vielfältige Anwendungen für Karosserieteile, Fahrradhelme und im Haushalt. typische Duroplasten sind Polyester, Polyurethane, Epoxide und auch Polystyrol.

Elastomere

Die dritte Gruppe der Kunststoffe sind die Elastomere . Sie sind leicht und weitmaschig vernetzt. Dadurch können sie sich dehnen und begeben sich nachdem keine äußere Kraft mehr wirkt, in die Ausgangstellung zurück. Beispiele dafür sind Natur- und syntetischer Kautschuk. Sie werden als Dichtungen, für Autoreifen und Spielzeug eingesetzt.

Klebstoffe

Klebstoffe sind Kunststoffe, die dazu verwendet werden, Oberflächen eines oder verschiedener Werkstoffe miteinander zu verbinden. Dabei spielen die Kohäsionkräfte im Inneren des Klebers und die Adhäsionskräfte zwischen Kleber und Werkstück eine große Rolle. Beide Kräfte sind nötig um eine stabile Verbindung zu gewährleisten.

Kleber.jpg

Auch Klebstoffe können unterteilt werden. Zum Beispiel nach der Art ihrer Aushärtung. Es gibt physikalisch trocknende, chemisch härtende und dauerhaft klebrige Klebstoffe. Bei den physikalisch trocknenden Klebstoffen sind Polymere in einem Lösemittel gelöst. Ist der Klebstofffilm aufgetragen, muss das Lösemittel verdunsten, damit sich eine harte, beständige Schicht bildet. Nachteilig an dieser Art Klebstoff ist, dass der ausgehärtete Film durch Lösemittel wieder angelöst werden kann. Chemisch härtende Kleber liegen als Monomere vor. Durch die Zugabe einer zweiten Komponente kommt es zu einer Reaktion in der sich ein großes vernetztes Polymer bildet. es bildet sich ein Duroplast, der dauerhaft beständig ist. Man benötigt aber immer mindestens 2 Komponenten. Diese können aus verschiedenen Tuben zusammengemischt werden oder, wie beim Sekundenkleber ist die zweite Komponente in der Luft vorhanden. Diese spezielle Form des Klebers reagiert mit dem Wasser in Luft. Aus diesem Grund klebt er auch nicht in der Tube fest, wenn er ungeöffnet ist. Es gibt außerdem noch dauerhaft klebrige Stoffe. Diese werden beispielsweise für Klebestreifen und Sticker benutzt.

Die Zukunft der Kunststoffe

Heutzutage haben die Kunststoffe einen eher schlechten Ruf, da sie nur schwer verrotten und zumeist aus dem nur begrenzt vorkommenden Erdöl hergestellt werden. Daher hat sich der Mensch Alternativen überlegt und so entstand die Gruppe der Biokunststoffe oder besser Bioplaste. Diese müssen mindestens eine der folgenden drei Eigenschaften besitzen:

  • aus nachwachsenden Rohstoffen produziert. (biobasierende Kunststoffe)
  • biologisch abbaubar. (biologisch abbaubare Kunststoffe)
  • verträglich mit tierischem und menschlichen Organismen. (biokompatible Kunststoffe)

Videos und Übungen in Wichtige Vertreter der Kunststoffe

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