Polymere im Überblick

Polymere entstehen durch Verknäuelung oder Verkettung von sehr langen Molekülketten (Makromolekülen), die ihrerseits wiederum aus vielen Einzelbausteinen (Monomeren) bestehen. Alle Kunststoffe sind chemisch in dieser Weise aufgebaut.

Elastomere

Hauptrohstoff für die Herstellung von Elastomeren ist Naturkautschuk oder Synthesekautschuk. Der ursprünglich plastische Kautschuk wird mit verschiedenen Zusatzstoffen gemischt und unter Wärmeeinwirkung vulkanisiert. Bei diesem chemisch-physikalischen Prozess verknüpfen sich die Kautschukmolekülketten untereinander und der plastische Kautschuk geht in einen gummielastischen Zustand über. Wegen des hohen Rückfederungsvermögens bzw. der hohen Elastizität als herausragender Eigenschaft dieser Werkstoffe werden Gummi-Werkstoffe auch als Elastomere bezeichnet.

Kautschuk wird oft fälschlicherweise als Gummi bezeichnet. Kautschuk dient lediglich als Hauptrohstoff für die Herstellung von Gummigegenständen. Die jeweiligen Gummimischungen werden oft nach dem Basiskautschuk benannt.

Gängige Elastomere:

Naturkautschuk

Synthesekautschuk

• SBR Styrol-Butadien-Kautschuk
  
• IIR Butylkautschuk
  
• EPDM Äthylen-Propylen-Dien-Kautschuk/ EPM Athylen-Propylen-Kautschuk
  
• CR Chloroprenkautschuk
  
• CSM Chlorsulfonyl-Polyäthylen-Kautschuk
  
• NBR Acrylnitril-Butadien-Kautschuk
  
• HNBR Hydrierter Nitrilkautschuk
  
• PUR Polyurethan
  
• SI/MVQ Silikonkautschuk
  
• FVMQ Fluor-Silikon-Kautschuk
  
• FPM/FKM Fluor-Kautschuk

Thermoplastische Elastomere (TPE)

Werkstoffe, bei denen elastische Polymerketten in thermoplastisches Material eingebunden sind. Sie lassen sich in einem rein physikalischen Prozess in Kombination von hohen Scherkräften, Wärmeeinwirkung und anschliessender Abkühlung verarbeiten. Obwohl keine chemische Vernetzung durch eine zeit- und temperaturaufwendige Vulkanisation, wie bei den Elsatomeren, notwendig ist, haben die hergestellten Teile aufgrund ihrer besonderen Molekularstruktur doch gummielastische Eigenschaften. Erneute Wärme- und Scherkrafteinwirkung führt wieder zur Aufschmelzung und Verformung des Materials. Das bedeutet aber zugleich, dass die TPE weit weniger thermisch und dynamisch belastbar sind als der Gummi. Die TPE's sind also kein "Nachfolgeprodukt" für den Gummi, sondern eine interessante Ergänzung, die die Verarbeitungsvorteile der Thermoplaste mit den Werkstoffeigenschaften der Elastomere verbindet.

Gängige TPE:

• Copolyester

• Polyether-Block-Amide

• TPU

• TPO/TPV
  
• Styrol-Block-Colpolymere
  
• und weitere

Duroplaste (durus=hart)

Duroplaste sind hart und in allen Raumrichtungen engmaschig vernetzt. Sie sind nicht plastisch verformbar, nicht schmelzbar und dabei sehr temperaturbeständig. Weil Duroplaste räumlich sehr stark venetzt sind, kann man sie nicht lösen und nur sehr schwer quellen. bei Raumtemperatur sind sie hart und spröde. Steckdosen werden z.B. aus Duroplasten hergestellt. Thermisch härtbarer Kunststoff, der seinen harten, festen Zustand bis zur Zersetzungstemperatur beibehält, ohne vorher aufzuschmelzen. Die Herstellung von Formteilen aus duroplastischen Werkstoffen erfolgt durch chemische, meist durch Erwärmung herbeigeführte Reaktionen, die zu einer irreversiblen Vernetzung führen. Der Vernetzungsgrad der Duroplaste ist größer als der von Elastomeren, die Produkte sind daher spröde und fest.

Gängige Duroplaste:

Thermoplaste

Thermoplaste sind schmelzbar und löslich. Sie können mehrfach wieder eingeschmolzen werden und sind in vielen Lösemitteln löslich oder zumindest quellbar. Sie sind bei Raumtemperatur weich bis hartzäh oder hartspröde. Man unterscheidet zwischen amorphen (amorph=ungeordnet) Thermoplasten, die im molekularen Ordnungszustand dem Glas ähneln und glasklar sind, und teilkristallinen Thermoplasten, die ein milchig-opakes aussehen haben. Wenn ein Kunststoff glasklar durchsichtig ist, kann man mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass es ein amorpher Thermoplast ist. Thermoplaste machen mengenmäßig den größten Kunststoffanteil aus.

Gängige Thermoplaste