Kunststoffwerkstoffe

Kunststoffwerkstoffe sind polymerbasierte Werkstoffe, die aus Makromolekülen bestehen, die durch Polymerisation oder Polyadditionsreaktionen entstehen. Sie können als thermoplastische, duroplastische oder elastomere Materialien vorliegen und enthalten Additive wie Stabilisatoren, Weichmacher, Füllstoffe oder Vernetzer, die Eigenschaften wie Verformbarkeit, Festigkeit und Wärmebeständigkeit beeinflussen.

Die drei Hauptklassen sind Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere. Thermoplaste lassen sich durch Erhitzen verformen und mehrfach wieder verarbeiten; Duroplaste vernetzen sich chemisch und bleiben auch bei höheren Temperaturen formbeständig; Elastomere zeigen gummielastische Eigenschaften und kehren nach Dehnung in die Ursprungsform zurück.

Zu den wichtigsten Gruppen gehören Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET), Polystyrol (PS), Polycarbonat (PC), Polyamide (PA) und Polyurethane (PU). Daneben gewinnen Biokunststoffe, Verbundwerkstoffe und verstärkte Kunststoffe an Bedeutung.

Verarbeitungstechniken umfassen Spritzgießen, Extrusion, Blasformen und Thermoformen. Die Eigenschaften hängen von der Polymerstruktur, dem Zusatzstoffsystem und dem Verarbeitungsverfahren ab und reichen von guter Formbarkeit und Zähigkeit bis hin zu hoher Transparenz oder Hitzewiderstand.

Anwendungsbereiche sind Verpackungen, Bauwesen, Automobil- und Elektronikindustrie, Medizintechnik sowie Konsumgüter. Vorteile sind geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, Vielfalt der Eigenschaften und Kostenlage; Einschränkungen betreffen Umweltbelastung, begrenzte Hitzebeständigkeit mancher Typen und Recyclingherausforderungen.

Aus ökologischer Sicht stehen Recycling, Wiederaufbereitung und der Übergang zur Kreislaufwirtschaft im Vordergrund. Mechanisches und chemisches Recycling, Chemical Recycling, und die Entwicklung sortenreiner, leichter recycelbarer Kunststoffe bleiben zentrale Forschungsfelder.