Werkstoffkunde II- Kunststoffe Kapitel 1

Materialien, deren wesentliche Bestandteile aus solchen makromolekularen organischen Verbindungen bestehen, die synthetisch oder durch Umwandlung von Naturprodukten entstehen. Sie sind in der Regel bei der Verarbeitung unter bestimmten Bedingungen (Wärme, Druck) plastisch formbar oder sind plastisch geformt worden.

Zugabemittel zur Veränderung der Eigenschaften eines Kunststofs, z.B. Stabilisatoren, Gleitmittel oder Weichmacher 

• Spritzgießverfahgren 
• Extrudionsverfahren

• Kunststoffhersteller
  • entwickeln Materialien ( einstellen der Eigenschaften durch modifikatrion des chemischen Aufbaus oder Zugabe von Zusatzstoffen 
• Kunststoffverarbeiter
  • erzeugen aus Werkstoffen funktionsgerechte Fertigteiele
• Kunststoffmaschinenbau
  • stellt Werkzeuge und Maschinen für einen kunststoffgerechten und wirtschaftlichen Verarbeitungprozess zur Verfügung

1000 - 10000 Monomere bilden eine kettenförmiges Makromolekül

Nach Zugabe von Zuschlagstoffen, die die Eigenschaften und das Verarbeitungsverhalten modifizieren wird ein Polymer zum Kunststoff

• Polymerisation - stufenlos, ohne Abspaltung von Nebenprodukten 
• Polyaddition - in Stufen, ohne Abspaltung von Nebenprodukten
• Polykondensation - in Stufen, mit Abspaltung von Nebenprodukten

• Ethen 
• Propen
• Benzol
• Toluol

• Ethen --> Polyethylen 
• Propen --> Polypropylen

• Erdöl
• Erdgas
• Steinkohle
• Kalkstein
• Steinsalz
• Flussspat

• Vorwärmung auf 300°C
• Destillation (Kolone wird vom Bodenn her beheizt und im Kopf gekühlt)
• Fraktionen werden kontinuierlich abgezogen
  • besonders wichtige Fraktion ist das Rohbenzin (Naphta)
• Crackprozess
• Isolierung, Reinigung
• Umwandlung in Monomere

• fraktionierte Kondensation
• Crackprozess
• Isolierung, Reinigung
• Umwandlung in Monomere

• Verkokung (unter Abwesenheit von Sauerstoff stark erhitzt)
  • Koks, Kokereigas, Steinkohleteer
• Steinkohleteer wird änlich dem Erdöl aufbereitet
• Kakoereigas wird ähnlich dem Erdgas aufbereitet

• Kalkstein -(Brennen)-> Kalk -(chemische Reaktion)-> Ethin
• Flussspat --> Fluorwasserstoff
• Steinsalz --> Chlor

• Zucker 
• Stärke 
• Zellulose
• Fette
• Öle
• Proteine
• Lingine

aus uneterschiedlichen Monomeren aufgebautes Polymer

• PLA 
• PHA
• PBS
• Stärkemischung

• PE (Polyethylen)
• PET (Polyethylenterephthalat)
• PA (Polyamid)
• PTT (Polytrimethylterephtahlat)

• PLA 
• PHA
• PBS
• Stärkemischung

• PBAT
• PCL

• recyclinggerechte Materialauswahl 
• Überlegung zur Sortierbarkeit und Trennbarkeit im Recyclingprozess
• Monomateriallösungen

• Werkstoffliche Verwertung
• Rohstoffliche Verwertung
• Energetische Verwertung

Thermoplastabfälle

• Zerkleinerung, Waschen, Trocknung
• Aufschmnelzen --> zu neuen Produkten weiterverarbeiten

--> Makromoleküle bleiben weitestgehend erhlaten 

--> veränderung des Molekulargewichts möglcih

--> Verschlechterung der mechanischen Werkstoffeigenschaften

• recycling gemischter Kunststoffabfälle weiterhin Herrausforderung, aufgrund der unterschielichen Verarbeitungstemperaturen (thermodynamische Unverträglichkeit)

• chemsiche Struktur der Makromoleküle auflösen
• molekulare Bruchstücke für neue Synthese verwenden 
• Zerlegung durch Hydrolyse, Solvolyse oder Pyrolyse

• Trennung von Verbunden aus Lagen verschiedener Kunststoffe
• vollständige und schadstoffarme Verbrennung zur Energiegewinnung
• bzgl des Heizwerst können Kunstoffe mit Steinkohle gleichgesetzt werden