Wenn man an Plastik denkt, denkt man vielleicht an Wasserflaschen oder Verpackungsmaterialien, aber Plastik ist viel mehr als das. Schauen wir uns genauer an, woraus Kunststoffe bestehen und welche wesentlichen Eigenschaften sie haben.
Kunststoffe sind meist synthetische Materialien aus Polymeren – lange Moleküle, die um Ketten aus Kohlenstoffatomen aufgebaut sind und in deren Zwischenräumen Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff sind. Diese Ketten können aus Tausenden von Atomen bestehen, was einer der Gründe dafür ist, dass Kunststoffe so stark und langlebig sind.
Kunststoffe weisen eine Eigenschaft namens auf Plastizität, sodass sie in verschiedene Formen geformt oder geformt werden können. Zusammen mit anderen Eigenschaften wie geringer Dichte, geringer elektrischer Leitfähigkeit und Transparenz macht dies Kunststoff zu einem vielseitigen Material. Sie können Kunststoff in verschiedenen Alltagsgegenständen verwenden, beispielsweise in Autoteilen, Spielzeug und sogar in medizinischen Geräten.
Es gibt drei Hauptgruppen von Kunststoffen:
- 1. Thermoplaste
- 2. Duroplastische Polymere
- 3. Elastomere
Thermoplaste sind Kunststoffe, die beim Erhitzen weich werden und beim Abkühlen aushärten, wodurch sie sich leicht formen und formen lassen. Einige Beispiele sind Polyethylen, Polypropylen und PVC.
Duroplastische Polymere härten beim Erhitzen dauerhaft aus und können nach dem Aushärten nicht mehr umgeformt oder umgeformt werden. Zu diesen Kunststoffarten gehören Phenolharze, Melamin und Harnstoff-Formaldehyd.
Elastomere sind gummiartige Materialien, die sich dehnen und verformen lassen, aber dennoch in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Beispiele hierfür sind Naturkautschuk, Polyurethan und Silikon.
Die Herstellung von Kunststoff
Kunststoff wird hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen wie z Zellulose, Rohöl, Erdgas, Und Kohle. Diese Rohstoffe sind die Quellen von Kohlenwasserstoffen, das sind organische Moleküle, die aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen. Um diese Rohstoffe in Kunststoff umzuwandeln, müssen sie zunächst zu Ethan bzw. Propan veredelt werden.
Der Raffinierungsprozess findet typischerweise in Raffinerien statt, in denen fossile Brennstoffe in verschiedene Erdölprodukte umgewandelt werden. Ethan und Propan werden in einem Prozess namens Cracken weiter mit Wärme behandelt. Beim Cracken werden die komplexen Kohlenwasserstoffe in einfachere Moleküle zerlegt und Ethan in Ethylen und Propan in Propylen umgewandelt. Diese Materialien werden dann kombiniert, um verschiedene Arten von Polymeren zu erzeugen, die verschiedene Arten von Kunststoffen bilden.
Es gibt zwei Hauptarten des Crackens: Dampfcracken und katalytisches Cracken. Beim Dampfcracken werden die Chemikalien mit Dampf gemischt und auf hohe Temperaturen erhitzt, während beim katalytischen Cracken ein Katalysator verwendet wird, um die erforderliche Temperatur und den erforderlichen Druck zu senken. Sobald die gecrackten Kohlenwasserstoffe mithilfe einer Fraktionierungsanlage getrennt werden, werden Ethylen und Propylen zu Monomeren geformt. Durch die Polymerisation dieser Monomere entstehen schließlich verschiedene Kunststoffe.
Verschiedene Arten von Kunststoffen und ihre chemischen Bestandteile
Kunststoffe werden aus organischen Polymeren hergestellt, wobei die meisten Industriekunststoffe aus der Petrochemie stammen. Diese Polymere werden aus Ketten von Kohlenstoffatomen gebildet, oft mit Anlagerungen von Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatomen. Als Bausteine dieser Polymere dienen Monomere, wobei jede Polymerkette aus mehreren tausend sich wiederholenden Monomereinheiten besteht.
Hier ist eine kurze Einführung in gängige Kunststoffe und ihre Bestandteile:
Polymer | Monomere/Reaktanten | Schlüsseleigenschaften | Anwendungen |
Polyethylen (PE) | Polymerisation von Ethylen, einschließlich HDPE (Polyethylen hoher Dichte) und LDPE (Polyethylen niedriger Dichte) | Flexibel, dehnbar | Plastiktüten, Behälter |
Polypropylen (PP) | Polymerisation von Propylen | Vielseitig, starr | Verpackungen, Textilien, Automobilteile |
Polyethylenterephthalat (PET) | Polymerisation von Ethylenglykol und Terephthalsäure | Stark, leicht, klar | Getränkeflaschen, Lebensmittelverpackungen |
Polyvinylchlorid (PVC) | Polymerisation von Vinylchloridmonomeren | Langlebig, steif, chemikalienbeständig | Rohre, Kabel, Bodenbeläge |
Polystyrol (PS) | Polymerisation von Styrol | Isolierender Hartschaum | Schaumstoffbecher, Verpackungsmaterialien |
Polyamid (PA/Nylon) | Kondensation von Amin und Carbonsäure | Stark, abriebfest | Fasern, Automobilteile |
Polymilchsäure (PLA) | Polymerisation von Milchsäure aus Maisstärke usw. | Biologisch abbaubar, thermoplastisch | Kompostierbare Lebensmittelbehälter |
Polyester (PES) | Polymerisation von Estermonomeren | Stark, leicht | Kleidung, Polster |
Polyurethan (PU) | Reaktion von Polyol und Isocyanat | Vielseitig einsetzbar, schäumbar | Polsterschäume, Beschichtungen |
Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) | Polymerisation von Styrol und Acrylnitril | Starr, langlebig | Elektronikgehäuse, Automobilteile |
Polytetrafluorethylen (PTFE) | Polymerisation von Tetrafluorethylen | Chemisch inert, antihaftbeschichtet | Antihaftbeschichtetes Kochgeschirr (Teflon) |
Trend des Kunststoffs: Biokunststoffe
Vielleicht sind Sie neugierig Biokunststoffe, eine umweltfreundlichere Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen. Diese Kunststoffe werden aus erneuerbaren Biomassequellen wie pflanzlichen Fetten, Ölen, Maisstärke und recycelten Lebensmittelabfällen gewonnen. Sie bieten mehrere Vorteile, insbesondere im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit.
Einer der Hauptvorteile von Biokunststoffen besteht darin, dass sie biologisch abbaubar sind. Das bedeutet, dass sie von Mikroorganismen wie Bakterien abgebaut werden können und letztendlich in organisches Material umgewandelt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kunststoffen, die über lange Zeiträume in der Umwelt verbleiben und zur Umweltverschmutzung beitragen, bieten biologisch abbaubare Biokunststoffe eine nachhaltigere Lösung.
Biokunststoffe sind mittlerweile eine vielfältige Gruppe und können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Zu den gängigen Optionen gehören:
- Polymilchsäure (PLA): Dieser Biokunststoff wird aus fermentiertem Pflanzenzucker gewonnen, meist aus Mais oder Zuckerrohr. Es wird häufig für Lebensmittelverpackungen und Einwegbesteck verwendet.
- Polyhydroxyalkanoate (PHA): Diese werden von Bakterien produziert, die organische Materialien wie Pflanzenöle oder Lebensmittelabfälle verbrauchen. Sie eignen sich für eine Reihe von Anwendungen, einschließlich landwirtschaftlicher Folien und Verpackungen.
- Biokunststoffe auf Stärkebasis: Wie der Name schon sagt, werden diese aus Stärke hergestellt, einem natürlichen Polymer. Sie werden häufig in Einwegartikeln wie Tellern und Tassen verwendet.
Häufig gestellte Fragen
Was sind gängige Kunststoffarten?
Es gibt mehrere gängige Arten von Kunststoff, denen Sie in Ihrem täglichen Leben begegnen können. Zu den am häufigsten verwendeten gehören Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) und Polyethylenterephthalat (PET). Jede Art von Kunststoff hat ihre eigenen Eigenschaften und Anwendungen, von Verpackungsmaterialien bis hin zu Automobilteilen und Elektronik.
Welche natürlichen Ressourcen werden zur Herstellung von Kunststoff verwendet?
Kunststoff wird hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen wie Erdöl, Erdgas und Kohle hergestellt. Diese Ressourcen werden durch eine Technik namens Cracken verarbeitet, die sie in Kohlenwasserstoffmonomere umwandelt. Diese Monomere werden dann kombiniert, um eine Vielzahl von Kunststoffpolymeren mit einzigartigen Eigenschaften und Merkmalen zu erzeugen.
Wie unterscheiden sich pflanzliche Kunststoffe von herkömmlichen?
Pflanzliche Kunststoffe, auch Biokunststoffe genannt, werden aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais, Zuckerrohr oder Kartoffelstärke hergestellt. Sie unterscheiden sich von herkömmlichen Kunststoffen dadurch, dass sie schneller biologisch abbaubar sind und weniger Auswirkungen auf die Umwelt haben. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass nicht alle Biokunststoffe kompostierbar oder umweltfreundlich sind. Daher ist es wichtig, ihre spezifischen Eigenschaften und Entsorgungsanforderungen zu verstehen.