EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

Plastomere – Produktion von Kunststoffartikeln Eigenschaften und Verarbeitung von Kunststoffen 186 186 Grundsätzlich unterscheidet man 3 Gruppen von Kunststoffen mit sehr unter- schiedlichen Eigenschaften – die schmelzbaren Plastomere, die gummielasti- schen Elastomere und die harten, temperaturbeständigen Duromere. Plastomere Plastomere sind hitzeverformbare Kunststoffe und werden auch Plastik ge- nannt. Sie bestehen aus kettenförmigen Makromolekülen. (Abb. 186–1) Die Ket- ten sind entweder nicht oder nur schwach verzweigt. Die Wechselwirkungen zwischen den Ketten beruhen meist auf schwachen Van-der-Waals-Kräften. Charakteristische Temperaturbereiche - Eigenschaften Drei Temperaturbereiche charakterisieren das Verhalten von Plastomeren: die Glastemperatur (oder Einfriertemperatur), die Erweichungstemperatur und die Zersetzungstemperatur . Unterhalb der Glastemperatur ist das Plastomer spröde. Zwischen Glas- und Erweichungstemperatur liegt der Gebrauchsbe- reich, zwischen Erweichungs- und Zersetzungstemperatur der Verarbeitungs- bereich. Oberhalb der Zersetzungstemperatur zerfällt das Makromolekül in kleinere Bruchstücke und Kohlenstoff. Die Eigenschaften der Plastomeren hängen von folgenden Faktoren ab: von den Ausgangsstoffen, von der Kettenlänge (tausende bis Millionen Monomer- Einheiten), vom Ordnungsgrad und den Zusatzstoffen (zB Weichmacher). Vorteile - Nachteile Vorteile der Plastomeren sind die billige Herstellung, die geringe Dichte, die Eignung als Isolatoren, die Widerstandsfähigkeit gegen viele Chemikalien und gegen Mikroorganismen, die Möglichkeit zur Färbung in Masse und vor allem die gute Verarbeitbarkeit. Nachteile der Plastomeren sind geringe Hitzebeständigkeit, geringe Härte und damit Kratzfestigkeit und Brennbarkeit. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Mikroorganismen verhindert ihren biologischen Abbau. Kunststoffe verrot- ten daher nicht. Heute werden Kunststoffabfälle – von wenigen Ausnahmen abgesehen – verbrannt. Herstellung von Kunststoffprodukten 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 zu fertigen Kunststoffartikeln. Spritzgussverfahren Mit dem Spritzgussverfahren werden Kunststoffgegenstände des täglichen 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 Ar- beitsgang wieder zur Verfügung. Extrudieren Kunststoffprofile, Rohre und Schläuche erzeugt man durch Extrudieren. 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 Folienherstel- lung wird diese Technik angewandt. Nach der Formdüse wird der noch plas- tische Schlauch mit Luft aufgeblasen ( Folienblasen ). Es entsteht ein dünner Folienschlauch, der aufgeschnitten 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. Exkurs Abb. 186–1: Makromoleküle eines Plastomeren Abb. 186–2: Extruder Abb. 186–3: Spritzguss Makromolekülketten Fülltrichter Motor Getriebe Heiz/Kühl-Elemente Schnecke Düse Granulat + Additive Extrudiertes Produkt 1. Einspritzen 2. Nachdrücken 3. Auswerfen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv