Polymere Materialien: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere

Thermoplaste sind polymere Materialien, die sich bei Erwärmung verformen lassen und bei Abkühlung erstarren. Sie sind schmelzbar, wiederverwendbar und oft transparent, mit einer linearen oder verzweigten Molekülstruktur ohne Vernetzung.

Duroplaste sind Netzwerke aus dreidimensional vernetzten Polymeren. Einmal ausgehärtet, sind sie infolge ihrer Struktur nicht schmelzbar und nicht formbar. Sie sind hitzebeständig, hart und spröde, typisch für Gehäusematerialien oder Lacke.

Elastomere sind gummiartige Polymere mit schwacher Vernetzung zwischen den Molekülketten. Sie zeichnen sich durch große Dehnbarkeit und Flexibilität aus und kehren nach Verformung in ihre Ausgangslage zurück. Verwendung finden sie in Reifen, Dichtungen oder Schläuchen.

Thermoplaste variieren in ihrer Kristallinität. Hochkristalline Thermoplaste wie PE oder PP sind opak und haben eine hohe chemische Resistenz. Amorphe Thermoplaste wie PS oder PC sind transparent und schlagzäh, aber weniger chemikalienbeständig.

Die Vernetzung von Duroplasten erfolgt durch Polyaddition, Polykondensation oder Polymerisation. Dieser irreversible Prozess findet unter Hitzeeinwirkung oder durch Katalysatoren statt und führt zu Materialien wie Epoxidharzen oder Melaminharzen.

Die Vulkanisation, entdeckt durch Charles Goodyear 1839, ist ein Prozess, der die Eigenschaften von Gummi verbessert. Durch das Erhitzen mit Schwefel werden die Polymerketten vernetzt, was zu einer erhöhten Elastizität und Festigkeit führt.

Während Thermoplaste leicht recycelt werden können, da sie schmelzbar und wiederverformbar sind, stellen Duroplaste und Elastomere größere Herausforderungen dar. Ihre chemische Vernetzung macht ein Recycling auf molekularer Ebene schwierig, oftmals bleibt nur thermische Verwertung.