Kunststoff oder auch Plastik (Lat. für Formbare Masse) ist aus Umwandlung von Naturstoffe (Cellulose, Celluloseacetat, etc.) oder durch Erdgas und -öl hergestellt.
Ein Kt besteht aus Makromoleküle.
Insgesamt gibt es 3 Hauptgruppen an Kt, diese sind Thermoplast (Molekülketten welche Teilkristalin oder Amorph sind), Elastomer (Weiträumig 3d Vernetzt) und Duroplast (Engmaschig 3D Vernetzt).
Die Physikalische Eigenschaften werden durch die Nebenvalenzkräfte und länge der Makromoleküle definiert, dabei wird bei einer zu langen Molekülketten, eine Aufschmelzung des Materials (zum Giessen von Teile) entweder aufwändiger oder unmöglich, da durch Wärmeeinwirkung die Nebenvalenzenkräfte aufgehoben werden und sein kann dass sich die Molekülketten kürzen oder durch eine zu starke Hitze die Molekülekette zerstört.
Standarttypen Kt können von ungefähr 0.7 CHF bis 400 CHF pro Kg kosten, bei einer Dichte von ca. 0.92 bis 2.72 g/ccm.
Die Wichtigsten Vor- und Nachteile sind:
-Geringe Dichte und damit extremer Leichtbau möglich
-Gute Chemiekalienbeständigkeit
-Durch verschiedene Kt Mischungen können Gezielte ( bzw. Variable) Eigenschaften erreicht werden.
-Leichte Verarbeitung, ausser bei Ultrahochmonekularen Kunststoffe wie PTFE (Polytetraflourethylen, Teflon) und UHMW-PE (Ultrahochmonekularen Polyethylen)
-Da die meisten Kunststoffe zwischen 160°C bis 300°C verarbeiten werden können, sind sie in der Verarbeitung deutlich Energieefizienter als Metalle und andere Materialien.
-Recycling ist teilweise nur unter erschwerten Bedingungen möglich (Materialcompound eher selten, reinrassig sehr gut möglich) und bei Elastomeren, Ultrahochmonekularen und Duroplaste überhaupt nicht bzw. sehr aufwendig.
-Wenn Kt in große Mengen in die Natur gelangt können Umweltschäden auftretten.
-Wenn Kt nicht mehr Recycelt werden kann, wird der Kt Thermisch Recycelt, also verbrand.
Die Wichtigsten Kt sind:
PVC:
-Mengenmäßig der häufigste Kt.
PE:
-Nr 2 auf der Weltrangliste
-2. Beste Chemikalienbeständigkeit
-Gibt es in der LD (Niederen Dichte), HD (Höheren Dichte) und LLD (Linearen niedere Dichte)
-KG Preis +- 0.7 CHF
-Sondervarianten sind:
-UHMW-PE, Ultrahochmolekukar, wird in Medizintechnik als Protesen etc. benutzt.
-PE-X Physialisch Vernetztes PE
ABS:
-Acrilnitrilbutadienstyrol
-Hohe Kratzfestigkeit, Härte, Temperaturwechselbeständigkeit (bis 100°C),Chemikalienbeständigkeit
-Je nach Typ (SAN,ASA,SB) variable Witterungsbeständigkeit
-Anwendung in Gehäusen, Modellbau, etc.
Bei der Verarbeitung wie Extrudierung, Spritzgiessen, etc. treten Scherkräfte (Markomoleküle reiben aneinander) können ebenfalls zu einer Kürzung der Makromoleküle führen.
Die Verarbeitungstemperatur bestimmt die auftretenden Scherkräfte massgeblich, kann diese aber nicht komplett aufheben, da ab einer gewissen Temperatur der Kunststoff sich zersetzt und dabei bei bestimmten Typen, Trännengas (POM), HLC (Salzsäure)(PVC), etc. enstehen kann.
Bei einer schlechten Verarbeitung können sich im Material Spannungen befinden, welche sich nach einer Zeit entladen (Das Teil reißt).
Die Spannungsrissbeständigkeit definiert dabei wie viel und wie hohe Materialinere Spannungen das Material aushalten kann.
PC (Polycarbonat) ist sehr Spannungsriss anfällig, ABS eher wenig.
Diese Spannungen können jedoch mit Tempern heruntergesetzt werden, auch nach Jahrelangen Gebrauch.
Mögliche Eigenschaftsverluste können durch UV-Licht-, Wärme-, Rauch- und Dampfeinwirkung enstehen.
Quelle: Schwarz/Ebeling Kunststoffkunde und Kunststoffverarbeitung Verlag Vogel Fachbuch
