Thermoplast - Duroplast - Thermoplastische Elastomere

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Thermoplast 

Thermoplaste sind Kunststoffe, die sich unter dem Einfluss von Wärme (Thermo-) plastisch (plaste) verformen lassen.

In der Regel bestehen Thermoplaste aus Polymeren, aus linearen oder wenig verzweigten Kettenmolekülen. Werden sie erwärmt, lassen sie sich durch Zug strecken. Bei stärkerer Erwärmung können sie unbegrenzt eingeschmolzen und neu geformt werden. Darin unterscheiden sie sich von den Duroplasten.

Thermoplaste wurden ursprünglich vor allem im Spritzgiessverfahren verarbeitet, weshalb man sie auch als Spritzmassen bezeichnete (im Gegensatz zu Duroplasten, die man Pressmassen nannte). Heute ist die Extrusion ein weiteres wichtiges Verarbeitungsverfahren.

Zu den Thermoplasten zählen z. B. Polyethylen und Polyamid, das erste war Celluloid.

Thermoplaste werden weiter in amorphe (erweichende) und kristalline (schmelzende) unterteilt. Eine Sonderform der amorphen Thermoplaste bilden die sogenannten Chandrall-Polymere.

Es können auch verschiedene Thermoplaste vermischt werden, das Produkt nennt man dann Polyblend.

Duroplast 

Duroplaste, auch Duromere genannt, sind Kunststoffe, die nach ihrer Aushärtung nicht mehr verformt werden können.

Beim Aushärtungsprozess bilden sich lineare Kettenmoleküle, die sich auch untereinander dreidimensional vernetzen und dabei eine stabile Struktur bilden. Nach dem Aushärten können sie ihre Form nicht mehr verändern. Auf mechanische Einwirkung reagieren sie mit Rissen oder Sprüngen. Bei Erwärmung erweicht das molekulare Netzwerk im Gegensatz zu den Thermoplasten nicht; Duroplaste werfen anfangs oft Blasen, schrumpfen, springen und zerbröseln.

Zu den Duroplasten zählen die Aminoplaste und die Phenoplaste, die beide über Methylenbrücken (-CH₂-) oder Methylenetherbrücken miteinander verbunden sind.

Duroplaste aus Kunstharzen gehören zu den ersten industriell produzierten Kunststoffen. Ursprünglich konnten sie nur in Pressformen aus ihren Vorstufen (z.B.Phenoplaste aus Phenolharzen) hergestellt werden und wurden deshalb auch als Pressmassen bezeichnet, im Gegensatz zu Thermoplasten, die man als Spritzgiessmassen bezeichnete. Erst ab Mitte der 1960er Jahre wurden Verfahren entwickelt, die die Herstellung von Duroplasten im Spritzgiessverfahren ermöglichten.

Produkt aus Duroplast

Anwendungsgebiete Duroplaste

• Schutzhelme, wie der Feuerwehrhelm
• Kabelbahnen (Ebo)
• Schalter
• Karosserieteile
• WC-Sitze
• Reflektoren (Autoscheinwerfer)
• Haushalt (Bügeleisenhitzeschild, Herdgriff)

Thermoplastische Elastomere

Thermoplastische Elastomere (lineare Elastomere; Kurzzeichen TPE) sind Kunststoffe die sich bei Raumtemperatur vergleichbar den klassischen Elastomeren verhalten, sich jedoch unter Wärmezufuhr plastisch verformen lassen, und somit ein thermoplastisches Verhalten zeigen.

"Normale" Elastomere sind chemisch weitmaschig vernetzte Raumnetzmoleküle. Die Vernetzungen können ohne Zersetzung des Materials nicht gelöst werden.

Thermoplastische Elastomere haben in Teilbereichen physikalische Vernetzungspunkte (Nebenvalenzkräfte oder Kristallite), die sich bei Wärme auflösen, ohne dass sich die Makromoleküle zersetzen. Daher lassen sie sich wesentlich besser verarbeiten als normale Elastomere. So können auch Kunststoffabfälle wieder eingeschmolzen und weiter verarbeitet werden. Allerdings besitzen sie schlechtere elastische Eigenschaften, geringere Temperaturbeständigkeit, höhere Kriechneigung und sind teurer.

Nach dem inneren Aufbau unterscheidet man Blockcopolymere und Elastomerlegierungen.

Blockcopolymere besitzen innerhalb eines Moleküls Hart- und Weichsegmente. Der Kunststoff besteht also aus einer Molekülsorte, in der beide Eigenschaften verteilt sind (z.B. SBS, SIS).

Elastomerlegierungen sind Polyblends, also Zusammenmischungen (Gemenge) von fertigen Polymeren, der Kunststoff besteht also mehreren Molekülsorten. Durch unterschiedliche Mischungsverhältnisse und Zuschlagmittel erhält man massgeschneiderte Werkstoffe (beispielsweise Polyolefin-Elastomer aus Polypropylen (PP) und Naturkautschuk (NR) - je nach Mengenverhältnis decken sie einen weiten Härtebereich ab).