- Lexikon
- Chemie Abitur
- 10 Anwendungen der Chemie
- 10.1 Werkstoffe
- 10.1.4 Maßgeschneiderte synthetische Polymere
- Anwendungen von Kunststoffen
Anwendungen von Kunststoffen
Kunststoffprodukte sind aus dem täglichen Leben und aus fast allen Gebieten der Wirtschaft nicht mehr wegzudenken. Im Jahr 2009 wurden weltweit etwa 230 Mio. Tonnen Kunststoffe hergestellt, in Europa etwa 55 Mio. Tonnen. Mengenmäßig entfallen in Europa dabei über 2/3 auf fünf sogenannte Standardkunststoffe (PP: 18 %, LDPE + LLDPE: 17 %, HDPE: 11 % und PVC: 13 %, PS + EPS: 8 %).
Gemessen an den Produktionsmengen folgen dann die sogenannten technischen Kunststoffe mit günstigen Werkstoffeigenschaften für bestimmte Zwecke, z. B. PUR: 7 %, PET: 7 %, Polyamid: 4 %, Polycarbonat: 3 %, Silicone 1 %).
Hochleistungskunststoffe wie PTFE werden zwar nur in geringeren Mengen produziert, sind aber ebenso unverzichtbar. Dieser Kunststoff wird nicht nur als Antihaftbeschichtung von Bratpfannen eingesetzt, sondern auch zur Imprägnierung von Wetterbekleidung, als abriebsfeste Dichtungsmanschette im Stoßdämpfer beim Mercedes, als Isolierwerkstoff im Handy oder als chemikalienbeständiges Absperrventil in einer Rohrleitung für konzentrierte Salpetersäure.
Übersicht über die Einsatzgebiete von Kunststoffen in Deutschland im Jahr 2009
Kunststoffverbrauch
Den größten Anteil am Kunststoffverbrauch mit etwa 1/3 hat die Verpackung, beispielsweise Folien aus LDPE, Becher und Behälter aus HDPE, PP oder PS oder Transportschutz-Verpackungen aus EPS. Getränkeflaschen werden zur Gewichtseinsparung gegenüber Glas auch im Mehrwegsystem zunehmend aus PET gefertigt. Bei Verpackungen sind u. a. geringes Gewicht, leichte Anpassung der Verpackung an die Form des Guts, aber auch Schadstofffreiheit gefragt. Aus diesem Grund werden kaum noch PVC-Folien verwendet, da aus diesen Weichmacher austreten können. Bei Getränkeflaschen könnte alternativ zu PET auch Polycarbonat genutzt werden. Dieses enthält jedoch Spuren des gesundheitlich bedenklichen Monomeren Bisphenol A, das austreten kann. Dieses Risiko besteht bei PET nicht. Verpackungsartikel haben meist nur eine geringe Lebensdauer und machen somit einen großen Anteil bei den post-consumer-Kunststoffabfällen aus.
Im Bauwesen kommt eine Vielzahl verschiedener Kunststoffe zum Einsatz, sowohl Standardkunststoffe als auch hochwertige Produkte. So findet man PVC u. a. in Form von Rohren im Sanitärbereich, als Material für Kabelschächte oder als Fußbodenbelag. Rohre für Fußbodenheizungen werden aus vernetztem HDPE gefertigt und teilweise zur Verbesserung der Haltbarkeit mit einer dünnen Schicht PP überzogen. Lichtdurchlässige Dächer bestehen nicht aus dem preiswerteren durchsichtigen PVC, sondern aus UV-beständigem Polycarbonat. Zur Wärmedämmung werden Platten aus EPS auf die Fassaden aufgebracht und Silicone werden sowohl als Dichtungsmaterial als auch zum Bautenschutz als Imprägnierung eingesetzt. Bei allen im Baubereich eingesetzten Kunststoffen kommt es auf eine lange Haltbarkeit an, die Lebensdauererwartung liegt im Bereich von 20-40 Jahren.
Im Fahrzeugbau kommt von den Standardkunststoffen insbesondere PP nicht nur für die Innenraumausstattung wegen seines geringen Gewichts sondern auch wegen seiner hohen Festigkeit zum Einsatz. Zum anderen sind es von den technischen Kunststoffen insbesondere die PUR-Hartschäume oder Integralschäume, die in großen Mengen verwendet werden. Als preiswerter Kunststoff für Karosserieteile können faserverstärkte Phenoplaste wie z. B. beim Pkw Trabant eingesetzt werden. Autolacke enthalten als Bindemittel beispielsweise Polymere auf Basis von Polyacrylaten, vernetzten Polyestern (Alkydharze) oder Polyurethanen. Sie müssen hohe Anforderungen an Untergrundhaftung, Härte und Elastizität erfüllen.
In der Elektrotechnik/Elektronik werden z. B. LDPE und PVC für Kabelummantelungen und Isolierungen eingesetzt, bei höheren Ansprüchen PUR oder Siliconkautschuk oder für höchste Ansprüche PTFE. Für Leiterplatten und Gehäuse kommen neben PP (hohe Steifigkeit) auch verschiedene Duroplaste zum Einsatz. Aufhängungen für Hochspannungsleitungen werden z. B. aus Siliconen gefertigt.
In der Möbelindustrie werden in großem Umfang PUR-Weichschäume für Polstermöbel eingesetzt. Möbel aus Spanplatten werden mit Phenolharzen als Leim bzw. Bindemittel gefertigt und sind mit Melaminharzen beschichtet. Beide Harze sind Polykondensate mit Formaldehyd. Dabei gab es in der Vergangenheit öfter das Problem, dass infolge schlechter Reaktionsführung bei der Polykondensation noch erhebliche Mengen nicht umgesetzter Formaldehyd in den Platten enthalten waren. Diese traten dann aus und führten zu einer erheblichen Belastung der Raumluft mit gesundheitsschädlichem Formaldehyd.
Die Landwirtschaft setzt hauptsächlich Folien aus LDPE für Folienzelte und zur Abdeckung von Beeten und Feldern ein.
Der Einsatz von Kunststoffen in der Medizin ist sehr breit gefächert. Er reicht von Einwegartikeln aus HDPE, PP oder LDPE über Gewebeimplantate aus Siliconen, PMMA in der Zahnprothetik oder Blutgefäße aus modifiziertem PTFE, um nur einige Beispiele zu nennen. Bahnbrechend dabei war oft die Anpassung der Kunststoffoberflächen zur Vermeidung der Immunabwehr. Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von Kunststoffen in der Medizin sind biologisch abbaubare Kunststoffe wie Polyesterfäden aus Polymilchsäure als Nahtmaterial in der Chirurgie. Diese werden im Organismus langsam abgebaut, das Entfernen der Fäden entfällt.
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Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.
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