EL-MO II Moleküle, Schulbuch

154 10.2 VOLLSYnThETISchE KunSTSTOffE Eigenschaften • Verarbeitung • Plastomere • Elastomere • Duromere • Polyme - risate • Polykondensate • Polyaddukte Eigenschaften und Verarbeitung von Kunststoffen Grundsätzlich unterscheidet man 3 Gruppen von Kunststoffen mit sehr unterschied- lichen Eigenschaften – die schmelzbaren Plastomere, die gummielastischen Elasto- mere und die harten, temperaturbeständigen Duromere. Plastomere Plastomere sind hitzeverformbare Kunststoffe und werden auch Plastik genannt. Sie bestehen aus kettenförmigen Makromolekülen. (Abb. 154.1) Die Ketten sind ent- weder nicht oder nur schwach verzweigt. Die Wechselwirkungen zwischen den Ketten beruhen meist auf schwachen Van-der-Waals-Kräften. 3 Temperaturbereiche charakterisieren das Verhalten von Plastomeren: die Glastem- peratur (oder Einfriertemperatur), die Erweichungstemperatur und die Zersetzungs- temperatur . Unterhalb der Glastemperatur ist das Plastomer spröde. Zwischen Glas- und Erweichungstemperatur liegt der Gebrauchsbereich, zwischen Erweichungs- und Zersetzungstemperatur der Verarbeitungsbereich. Oberhalb der Zersetzungstempe- ratur zerfällt das Makromolekül in kleinere Bruchstücke und Kohlenstoff. Diese Zer- setzung entspricht etwa dem thermischen Cracken hochmolekularer Erdölkomponen- ten. Die Eigenschaften der Plastomeren hängen von folgenden Faktoren ab: von den Aus- gangsstoffen, von der Kettenlänge (Tausende bis Millionen Monomer-Einheiten), vom Ordnungsgrad und den Zusatzstoffen (zB Weichmacher). Vorteile der Plastomeren sind die billige Herstellung, die geringe Dichte, die Eignung als Isolatoren, die Widerstandsfähigkeit gegen viele Chemikalien und gegen Mikroor- ganismen, die Möglichkeit zur Färbung in Masse und vor allem die gute Verarbeitbar- keit. Nachteile der Plastomeren sind geringe Hitzebeständigkeit, geringe Härte und damit Kratzfestigkeit und Brennbarkeit. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Mikroorganis- men verhindert ihren biologischen Abbau. Kunststoffe verrotten daher nicht. Dies führt zu einem starken Ansteigen des Müllvolumens. Daher wird Kunststoffmüll ge- trennt gesammelt – nach einer sinnvollen Wiederverwertung wird gesucht. Im Falle der Müllverbrennung ist allerdings ein getrenntes Sammeln nicht sinnvoll. Der hohe Heizwert der Kunststoffe ist sehr willkommen und ermöglicht erst ein rentables Ver- brennungsverfahren. Bei der Herstellung wird Kunststoff aus Granulat (kleine Körner) oder Pulver erzeugt. Häufig wird er auch mit Pigmenten eingefärbt. Der Verarbeiter formt das Granulat unter Zusatz von Additiven in Verarbeitungsmaschinen zu fertigen Kunststoffartikeln. Mit dem Spritzgussverfahren (Abb. 154.2) werden Kunststoffgegenstände des tägli- chen Bedarfes vom Küchengeschirr bis zum Spielzeug hergestellt. In der Spritzguss- maschine wird das Granulat aufgeschmolzen und homogenisiert. Die Schmelze wird mit einer Schnecke oder einer Kolbenspritze unter hohem Druck in eine zerlegbare, gekühlte Form gepresst. Dort erstarrt der Kunststoff, die Form klappt auf, wirft den fertigen Gegenstand aus und steht für den nächsten Arbeitsgang wieder zur Verfü- gung. Kunststoffprofile, Rohre und Schläuche erzeugt man durch Extrudieren (Abb. 154.3). Dabei wird das Granulat geschmolzen und mittels einer Schnecke durch eine formge- bende Düse gepresst. Hinter der Düse kühlt ein Kaltluftstrom das Profil ab. So können Teile beliebiger Länge erzeugt werden. Auch bei der Folienherstellung wird diese Technik angewandt. Nach der Formdüse wird der noch plastische Schlauch mit Luft aufgeblasen ( Folienblasen ). Es entsteht ein dünner Folienschlauch, der aufgeschnit- ten und aufgerollt wird. Ebenso können aus extrudierten Schläuchen Hohlkörper wie Plastikflaschen erzeugt werden. Die Form zwickt ein Schlauchstück passender Länge ab und verschließt dabei das Ende. Dann wird mit Druckluft die Flasche in der Form aufgeblasen, gekühlt und ausgeworfen. Makromolekülketten Fülltrichter Motor Getriebe Heiz/Kühl-Elemente Schnecke Düse Granulat + Additive Extrudiertes Produkt 1. Einspritzen 2. Nachdrücken 3. Auswerfen Abb. 154.3: Extrudieren Abb. 154.2: Spritzgusstechnik Abb. 154.1: Makromoleküle eines Plastomeren 10 naTÜrlICHe und SYnTHeTISCHe MaKrOmOleKÜle Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv