polymerbasierten

Polymerbasierte Materialien sind Werkstoffe, deren Struktur überwiegend aus Polymeren besteht. Polymere sind Makromoleküle, die aus wiederholenden Monomereinheiten aufgebaut sind und sich durch eine breite Bandbreite an mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften auszeichnen.

Zu den polymerbasierten Materialien zählen Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere, sowie spezialisierte Klassen wie Hydrogele oder polymerbasierte Verbundwerkstoffe. Die Herstellung erfolgt überwiegend durch Polymerisation, zum Beispiel Additions- oder Kondensationspolymerisation, wobei Monomere zu langen Ketten verknüpft oder zu Netzwerken vernetzt werden. Durch Copolymere, Blockcopolymere oder Vernetzungen lassen sich Eigenschaften gezielt steuern.

Polymere können durch Zusatzstoffe wie Stabilisatoren, Weichmacher, Füllstoffe oder elektrisch leitende Additive modifiziert werden. Typische Beispiele sind Thermoplaste wie Polyethylen und Polypropylen, Duroplaste wie Epoxidharze und Elastomere wie Synthesekautschuk. Hydrogelle bilden dreidimensionale Wassernetzwerke, die für Biomedizin und Sensorik genutzt werden.

Anwendungsbereiche polymerbasierter Materialien sind Verpackungen, Bau-, Automobil- und Elektronikindustrie, Medizin und Biotechnologie, Beschichtungen und Energietechnologien wie Batterien oder Solarzellen. Ihre Vorteile umfassen geringes Gewicht, chemische Beständigkeit, Prozessfähigkeit und die Möglichkeit, Materialeigenschaften durch Strukturierung auf nano- bis mikroskopischer Ebene anzupassen.

Herausforderungen betreffen Recycling, End-of-Life-Optionen und Umweltbelastungen durch Mikroplastik. Zukünftige Entwicklungen konzentrieren sich auf biobasierte Polymere, verbesserte Recyclingprozesse, Kreislaufwirtschaft und neue Herstellungsverfahren wie additiv gefertigte polymerbasierte Bauteile.