Maßgeschneiderte Werkstoffe
Was sind Kunststoffe?
Kunststoffe sind Werkstoffe, die aus Makromolekülen (Polymere) bzw. aus einem einzigen Makromolekül bestehen. In der Regel sind diese Makromoleküle aus gleichen Einheiten aufgebaut. Bestehen die Polymere aus unterschiedlichen Einheiten, so spricht man von Copolymeren. Die Anzahl an Einheiten wird auch als Polymerisationsgrad bezeichnet und spiegelt die Größe des Makromoleküls wieder. Der Grad der Verzweigung dieser Polymerketten hat einen erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften des Kunststoffes.
Auch viele Naturstoffe sind Polymere (Biopolymere), wie z.B. Kautschuk, die Polysaccharide Cellulose (Baumwolle, Holz) und Stärke (pflanzliche und tierische) oder die Proteine (z.B. Seide der Seidenraupe, Keratin der Haare).
Wie werden Kunststoffe eingeteilt?
Die Einteilung der Kunststoffe, also der künstlich hergestellten Polymere, erfolgt in der Regel nach ihrem Verhalten beim Erhitzen und bei mechanischer Belastung:
- Thermoplaste (werden beim Erhitzen weich und plastisch verformbar)
- Duroplaste (hart und hitzebeständig) und
- Elastomere (elastisch)
Wie werden Kunststoffe hergestellt?
Die Herstellung von Kunststoffen erfolgt oft durch Umwandlung aus Biopolymeren. In diesem Fall spricht man von halbsynthetischen Kunststoffen. Werden für die Synthese des Kunststoffes keine Biopolymere benutzt sondern niedermolekulare, reaktionsfähige Moleküle (Monomere), so bezeichnet man die so hergestellten Kunststoffe als vollsynthetische Kunststoffe. Oft spielen Primärstoffe wie Erdöl, Erdgas, Kohle oder Quarz als Ausgangsstoffe zur Herstellung der Monomere eine Rolle.
Ein Polymer kann durch Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition hergestellt werden.
Werden Werkstoffe mit verschiedenen Materialien kombiniert, um spezifische Eigenschaften von Gebrauchsgegenständen zu erzielen, so spricht man von Verbundwerkstoffen. Typische Verbundwerkstoffe sind z.B. glasfaserverstärkte Kunststoffe oderaber auch Stahlbeton. Verbundkunststoffe sindmaßgeschneiderte Werkstoffe.
