Kunststoff - Definition |
Der Kunststoff ist ein künstlich hergestellter Werkstoff, der sich chemisch aus sogenannten Polymeren zusammensetzt und meist aus Erdölprodukten gewonnen wird. Kunststoffe sind wegen ihrer Eigenschaften (nicht-rostend, wasserfest, extrem haltbar, flexibel, isolierend usw.) besonders vielseitig verwendbar. Jeder Kunststoff ist bei einer bestimmten Temperatur formbar, das heißt plastisch, deshalb wird Kunststoff auch häufig Plastik genannt. Kunststoffe zerfallen und verrotten nicht wie organische Stoffe. Kunststoffe sind
makromolekulare Verbindungen, die synthetisch oder durch Umwandlung von
Naturstoffen entstehen. Makromoleküle bestehen aus mehreren tausend Atomen, bei
Kunststoffen sind dies in der Regel Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und
Sauerstoff. Die Grundbausteine für die Makromoleküle sind niedermolekulare
Verbindungen, die sich durch Vielfachreaktionen, so genannte Polyreaktionen, zu
Molekülketten oder - netzen verbinden. Die niedermolekularen Ausgangsstoffe
werden als Monomere, die makromolekularen Endprodukte als Polymere bezeichnet.
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Als Kunststoff (ugs. Plastik oder Plaste) bezeichnet man einen Stoff, dessen Grundbestandteil synthetisch oder halbsynthetisch erzeugte Polymere mit organischen Gruppen sind. Sie werden nach einem weltweit standardisierten Kurzzeichen-System bezeichnet. Ein Werkstück aus Kunststoff besteht aus Millionen sehr langer ineinander verwobener Molekülketten (Polymeren), die aus sich stets wiederholenden Grundeinheiten (Monomeren) zusammengesetzt sind. Beispielsweise besteht der Kunststoff Polypropylen aus sich vielfach wiederholenden Propyleneinheiten (siehe Bild rechts). Ein Werkstück aus Kunststoff besteht aus Millionen sehr langer ineinander verwobener Molekülketten (Polymeren), die aus sich stets wiederholenden Grundeinheiten (Monomeren) zusammengesetzt sind. Beispielsweise besteht der Kunststoff Polypropylen aus sich vielfach wiederholenden Propyleneinheiten (siehe Bild). Ein herausragendes Merkmal von Kunststoffen ist, dass sich ihre technischen Eigenschaften, wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur-, Wärmeformbeständigkeit und chemische Beständigkeit durch die Auswahl von Ausgangsmaterial, Herstellungsverfahren und Beimischung von Additiven in weiten Grenzen variieren lassen. Kunststoffe werden zu Formteilen, Halbzeugen, Fasern oder Folien weiterverarbeitet. Sie dienen als Verpackungsmaterialien, Textilfasern, Wärmeisolierung, Rohre, Bodenbeläge, Bestandteile von Lacken, Klebstoffen und Kosmetika, in der Elektrotechnik als Material für Isolierungen, Leiterplatten, Gehäuse, im Fahrzeugbau als Material für Reifen, Polsterungen, Armaturenbretter, Benzintanks und vieles mehr. Synthetische Kunststoffe werden durch Polymerisation (Polyaddition, Polykondensation usw.) aus einem Monomer erzeugt. Rohstoff ist meist gecracktes Naphtha. Halbsynthetische Kunststoffe entstehen durch die Modifikation natürlicher Polymere (z. B. Zellulose zu Zelluloid). Kallotenmodell des Polypropylens. Kohlenstoff blau - Wasserstoff weiß.  |
Wie wird Kunststoff hergestellt: |
Die Kunststoffproduktion beginnt mit dem Destillationprozess (der Aufspaltung von schwerem Erdöl in leichtere Gruppen, die als Fraktionen bezeichnet werden) in einer Ölraffinerie (nur etwa 4 % der weltweiten Erdölerzeugung wird von der Kunst- stoffindustrie verbraucht). Jede Fraktion ist eine Mischung aus Kohlenwasserstoff- Ketten (chemischen Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff), die sich in Grösse und Molekularstruktur unterscheiden. Eine dieser Fraktionen, das Naphtha, ist das entscheidende Element für die Kunststoffproduktion. |
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Der Kunststoff wird in folgende Eigenschaften unterteilt: |
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Thermoplast ist zusammengesetzt aus den Wörtern thermos = warm und passo= bilden. Diese lassen sich im warmen Zustand, mehrfach wiederholbar, verformen. Thermoplaste unterscheiden sich untereinander in der Molekülstruktur und haben daher unterschiedliche technische Eigenschaften und Anwendungsgebiete. Die grobe Einteilung erfolgt zunächst in amorph und teilkristallin. |
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Duroplaste sind hart und in allen Richtungen eng vernetzt. Sie sind temperaturbe- ständig, nicht verformbar, nicht schmelzbar und unlöslich. Bei normaler Temperatur sind sie hart und spröde. |
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Elastomere sind räumlich vernetzte Kunstoffe, quellbar und gummielastisch. Das wesentliche Merkmal von Elastomeren ist, dass sie sich auf mindestens das Doppelte ihrer Länge dehnen lassen und beim Loslassen in ihren Ausgangs- zustand zurückkehren (Fachwort dafür: Gummielastizität).
Bild: Kunststoffschule.de |
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Die Copolymerisation erzeugt "gemischte" Kunststoffe. Zuletzt geändert 27.02.16 |
