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Definition von Kunststoffen
Der Begriff "Kunststoff" bezieht sich auf eine breite Palette synthetischer oder halbsynthetischer Verbindungen, die entweder durch eine Polymerisations- oder Kondensationsreaktion hergestellt werden. Die durch diese Reaktionen hergestellten Kunststoffe sind formbar und können zu Gegenständen oder Folien geformt oder extrudiert werden oder bei der Herstellung anderer Produkte wie Beschichtungen und Klebstoffe verwendet werden. Das Wort "Kunststoff" leitet sich von dem griechischen Wort "plastikos" ab, was "formbar" bedeutet, und wird seit 1884 als Bezeichnung für diese synthetischen Materialien verwendet.
Heute wird der Begriff auf unterschiedliche Weise verwendet; er kann sich auf Materialien beziehen, die aus verschiedenen synthetischen Polymeren bestehen, wie z. B. Polyethylen, PVC oder nylon. In anderen Fällen kann er sich auch auf Kunstharze beziehen, die durch Polymerisation kleinerer Moleküle wie Phenole, Aldehyde oder Amine gewonnen werden; diese Harze werden häufig für Form- und Gießverfahren verwendet.
Duroplastische Kunststoffe Definition
Ein duroplastischer Kunststoff ist ein Polymer, das entweder als weicher Feststoff, als zähflüssiges Präpolymer oder als Harz beginnt und durch einen Härtungsprozess irreversibel gehärtet wird. Die Aushärtung erfolgt durch Erhitzen des Materials (im Allgemeinen über 200 °C), ohne es zu schmelzen. Nach dem Aushärten können diese Kunststoffe nicht mehr geschmolzen und in ihre ursprüngliche Form zurückgebracht werden, sondern nur noch verbrannt oder geschreddert werden. Da bei der Aushärtung die Ketten, die das Polymergerüst bilden, vernetzt werden, werden duroplastische Kunststoffe manchmal auch als vernetzte Polymere bezeichnet.
Die drei wichtigsten Arten von Duroplasten sind:
- Phenolharzedie auf der Reaktion zwischen Phenol und Formaldehyd basieren. Dies waren die ersten kommerziellen duroplastischen Kunststoffe, die auch heute noch in vielen Bereichen eingesetzt werden, z. B. elektrisch Isolierung, Formteile und Beschichtungen.
- Ungesättigte PolyesterharzeSie basieren auf der Reaktion zwischen ungesättigten Dicarbonsäuren (meist Maleinsäure) und zweiwertigen Alkoholen (meist Ethylenglykol). Diese Harze werden üblicherweise in glasfaserverstärkten Kunststoffen (FRP) verwendet.
- EpoxidharzeSie basieren auf der Reaktion zwischen Epoxiden (auch Oxirane genannt) und Härtern wie Aminen oder Säuren. Epoxidharze sind sehr vielseitig und werden in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt Anwendungen einschließlich Klebstoffe, Beschichtungen und Verbundwerkstoffe.
Was ist ein Polymer?
Ein Polymer ist eine chemische Verbindung, die aus großen Molekülen besteht, die sich aus wiederkehrenden Struktureinheiten zusammensetzen; diese Einheiten sind in der Regel durch kovalente Bindungen verbunden. Polymere sind in einer Vielzahl von Produkten enthalten, darunter Kunststoffe, Gummi, Klebstoffe und Textilien.
Der Begriff "Polymer" stammt vom griechischen Wort πολύς ("polus", d. h. "viele/viel") und μέρος ("meros", d. h. "Teil") ab. Die einfachsten Polymere sind lineare Ketten von Monomeren; Monomere sind die einzelnen Moleküle, die sich nacheinander zu Polymerketten verbinden. Komplexere Polymere können jedoch aus Monomeren mit mehr als einer funktionellen Gruppe gebildet werden, wodurch verzweigte Polymere oder vernetzte Polymere entstehen.
Polymere können natürlich oder synthetisch sein. Natürliche Polymere umfassen Proteine, Nukleinsäuren und Zellulose. Synthetische Polymere werden aus erdölbasierten Monomeren wie Ethylen und Propylen hergestellt.
Polymere haben eine breite Palette von Eigenschaften, die von ihrer Molekularstruktur abhängen. So sind die Festigkeit und Elastizität von Fasern wie Kevlar und Nylon auf ihre lange, kettenartige Struktur zurückzuführen, während die Flexibilität von Kautschuk auf seine vernetzte Struktur zurückzuführen ist.