Polymerwerkstoffen

Polymerwerkstoffe bestehen aus Makromolekülen, die aus wiederkehrenden Monomerbausteinen aufgebaut sind. Sie lassen sich grob in drei Gruppen einteilen: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere. Zusätzlich können sie durch Füllstoffe, Verstärkungen oder Additive zu Verbundwerkstoffen erweitert werden. Polymerwerkstoffe werden häufig als Alternative zu Metallen oder Keramiken genutzt, da sie Gewichtseinsparungen, Formbarkeit und verschiedene Eigenschaften ermöglichen.

Thermoplaste lassen sich bei ausreichender Hitze schmelzen, verformen und erneut aushärten. Typische Thermoplaste sind Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyren und Polyethylenterephthalat. Duroplaste bilden vernetzte Strukturen, die hohen Temperaturen und chemischen Einflüssen widerstehen, sich jedoch nicht schmelzen lassen. Typische Duroplaste sind Epoxidharze, Phenolharze und Polyurethan-Derivate. Elastomere zeichnen sich durch gummiartige Dehnung und gute Rückstellfähigkeit aus; sie finden sich in Naturkautschuk, SBR, NBR und silikonhaltigen Typen.

Verarbeitung erfolgt in vielen Verfahren, darunter Spritzgießen, Extrusion, Blasformen oder Laminieren. Polymerwerkstoffe bilden außerdem die Matrix in faserverstärkten Verbundwerkstoffen wie Glasfaser- oder kohlenstofffaserverstärkten Polymeren, die hohe Festigkeit bei geringem Gewicht bieten.

Typische Anwendungen finden sich in der Verpackungsindustrie, im Automobil- und Bauwesen, in der Elektronik und Medizintechnik. Bekannte Kunststoffe sind PE, PP, PVC, PS, PET sowie Epoxidharze oder Polyurethane in Form von Werkstoffen oder Klebstoffen. Nach Nachhaltigkeit und Recycling stehen mechanisches und chemisches Recycling im Fokus, während biobasierte Polymere und Design-for-Recycling die Umweltbilanz beeinflussen. Recyclingherausforderungen betreffen Duroplaste und komplexe Verbundstoffe.