Kunststoffe: Grundlagen und Herstellung
Kunststoffe sind synthetische oder halbsynthetische Werkstoffe, die hauptsächlich aus Makromolekülen bestehen. Diese Makromoleküle, auch Polymere genannt, setzen sich aus vielen kleinen, sich wiederholenden Einheiten (Monomeren) zusammen. Der Aufbau von Kunststoffen basiert auf Millionen langer, ineinander verschlungener Molekülketten, die ihnen ihre charakteristischen Eigenschaften verleihen.
Definition: Kunststoffe sind synthetisch oder halbsynthetisch erzeugte Polymere mit organischen Gruppen.
Die Eigenschaften von Kunststoffen sind äußerst vielfältig, was sie zu einem unverzichtbaren Werkstoff in vielen Bereichen macht. Sie können kostengünstig hergestellt werden und ersetzen oft teurere Materialien wie Metall, Holz oder Baumwolle.
Highlight: Kunststoffe finden Anwendung in Verpackungen, Haushaltsprodukten, der Medizin, im Bausektor und in der Landwirtschaft.
Einteilung der Kunststoffe
Die Arten von Kunststoffen lassen sich in drei Hauptkategorien einteilen:
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Thermoplaste: Diese Kunststoffe werden bei Erwärmung weich und verformbar. Beim Abkühlen erstarren sie wieder, was einen reversiblen Vorgang darstellt.
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Duroplaste: Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Wärmebeständigkeit aus. Einmal ausgehärtet, sind sie nicht mehr durch Wärme verformbar.
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Elastomere: Diese Kunststoffe sind sehr flexibel und kehren nach mechanischer Belastung in ihre Ursprungsform zurück.
Beispiel: Polypropylen (PP) ist ein typischer Vertreter der Thermoplaste und besteht aus Propyleneinheiten.
Herstellungsverfahren von Kunststoffen
Die Herstellung von Kunststoffen erfolgt durch verschiedene Verfahren, wobei die radikalische Polymerisation eine wichtige Rolle spielt.
Vocabulary: Die radikalische Polymerisation ist eine exotherme Reaktion, bei der Monomere zu Makromolekülen reagieren.
Der Ablauf einer radikalischen Polymerisation umfasst folgende Schritte:
- Startreaktion: Bildung von Monomerradikalen (Initiation)
- Kettenwachstum
- Abbruchreaktion
Highlight: Bei der radikalischen Polymerisation werden freie Radikale als Initiatoren eingesetzt, um die Reaktion zu starten.