Kunststoffe

Einleitung

Kunststoffe sind - wie der Name schon sagt - künstlich (synthetisch) oder halbkünstlich hergestellte Stoffe (aus natürlichen Rohstoffen wie z.B. Zellulose, Kautschuk, Kasein,...). Es sind organische Werkstoffe, bestehen also aus den Elementen Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und weiteren Elementen wir Sauerstoff und Stickstoff.
Da Kunststoffe künstlich hergestellt werden, kann man ihre Eigenschaften fast beliebig anpassen: Farbe, Gewicht (Dichte), Festigkeit, Löslichkeit (in Wasser oder Säuren), Form,... . Allen Kunststoffen ist gemein, dass sie aus Makromolekülen (Moleküle mit mehr als 1000 Atomen) bestehen, die unterschiedlich miteinander vernetzt sind.

Entwicklungsgeschichte

·        Naturforscher brachten aus Malaysia und Brasilien im 17. und 18. Jahrhundert elastische Massen, gewonnen aus milchigen Baumsäften, mit. Hierfür wurde der Begriff Gummi in Deutschland eingeführt. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelte sich eine rasch wachsende Gummi-Industrie. Der Erfinder Charles Goodyear entdeckte Hartgummi, eine bei Wärme verformbare aber bei Raumtemperatur harte Masse, welche anfangs Ebonit genannt wurde. Daraus wurden zum Beispiel Schmuckstücke, Füllfederhalter, Teile von Musikinstrumenten und Telefonen gemacht. Dieser erste Duroplast startete die Entwicklung der Kunststoffe als Werkstoff im Umfeld des Menschen.

·        Im Jahre 1869 erfand John Wesley Hyatt das Celluloid und 3 Jahre später die erste Spritzgussmaschine.

·        Der Werkstoff Casein (Galalith) wurde 1897 erfunden, und ähnelt stark Horn oder Elfenbein. Hieraus wurden in verschiedenen Farben zum Beispiel Knöpfe, Anstecknadeln, Gehäuse für Radios, Zigarettendosen, Spielzeug, Griffe für Regenschirme u. ä. hergestellt.

·        Der Kunststoffverbrauch lag im Jahre 1930 schon bei ca. 10.000 t. Das von Otto Röhm 1928 angemeldete Patent zu Polymethylmethacrylat (PMMA = Acrylglas, bekannt unter dem Handelsnamen „Plexiglas“®) startete eine Ära, die bis heute anhält.

·        Weiterhin kommen in dieser Zeit die Phenolharze zur Geltung, wobei der Erfinder Leo Hendrik Baekeland mit dem Werkstoff Bakelite sehr erfolgreich ist. Durch die guten elektrischen Eigenschaften wird er u. a. rasch in der aufstrebenden Elektroindustrie eingesetzt.

·        Der Münchner Chemiker Dr. Ernst Richard Escales gibt 1910 der Werkstoffgruppe den Namen „Kunststoffe“.

  • Fritz Klatte entdeckt 1912 die Hintergründe des Polymerisationsvorganges von PVC welches bereits 1838 erstmals erzeugt wurde.
  • 1926 veröffentlichte Hermann Staudinger wichtige Theorien über den Aufbau von Kunststoff. Hierfür erhielt er 1952 den Nobelpreis.
  • 1930 wird in Ludwigshafen die „PS“-Produktion (=Polystyrol, bei uns bekannt unter dem Namen „Styrodur®“ oder „Styropor®“) begonnen.
  • 1931 wird bei ICI in Großbritannien erstmals Polyethylen hergestellt.
  • In Ludwigshafen wird 1934 die Herstellung von Epoxidharzen von Paul Schlack begonnen.
  • Im Jahre 1935 wird gleichzeitig von Henkel (Mainkur) und Ciba (Schweiz) die Entwicklung von Melamin-Formaldehydharz und von DuPont die Entwicklung von Polyamid 6 (Nylon) beschrieben.
  • Das von Paul Schlack 1937 hergestellte Polyamid 6 auf Basis von Caprolactam wird dann Perlon getauft.
  • Otto Bayer entwickelte in diesem Jahr Polyurethan in Ludwigshafen.
  • Bei DuPont wird 1938 der Kunststoff Polytetrafluorethylen (Teflon) entwickelt.
  • 1939 folgen bei ICI Low-Density Polyethylen (PE-LD).
  • Der Werkstoff Polyethylenterephthalat (PET) wurde von J. R. Whinfielt und J. T. Dickson bei Calico Printers im Jahre 1941 erfunden.
  • 1942 entdeckte Harry Coover (USA) bei Eastman Kodak den „Sekundenkleber“ Methylcyanoacrylat.
  • Im Zeitraum von 1910 bis 1950 wurde Kunststoff von einem Ersatzstoff mit besonderer Bedeutung zu einem Werkstoff für die industrielle Massenfertigung. Die Weltproduktion überschritt 1949 die Grenze von 1 Mio. t.
  • Die Thermoplaste setzten sich von 1950 bis 1980 durch. In diesen Jahren wurden Werkstoffe wie PS, PE-HD, PP, PC, FEP,  und einige andere entwickelt.
  • Im Jahre 1976 lag die Weltproduktion bereits bei 50 Mio. Tonnen.
  • Im Jahre 2003 erreichte die Weltproduktion ca. 200 Mio. t. Hierbei ging der Anteil der Duroplaste stetig zurück, und lag im Jahre 2000 nur noch bei ca. 15 %.
  • Der Pro Kopf-Verbrauch an Kunststoffen im Jahr 2000 lag bei 92 kg in West-Europa, und 13 kg in Ost-Europa. Die Kunststoffindustrie ist bis heute weiterhin eine Wachstumsbranche, wobei die Herstellkapazitäten in Asien etwa im Jahre 2006-2008 die führenden und etwa gleichstarken Regionen Europa und Nord-/Südamerika überholen werden.
  • Zukunft der Kunststoffe:
    Aufgrund der hohen Abhängigkeit der Kunststoffproduktion von den Erdölvorkommen ist die Zukunft der Kunststoffe auf Erdölbasis langfristig in Frage gestellt. Nach Überschreiten des     Peak-Oils wird es zu einer Verknappung kommen.

Eine Alternative zu diesen Kunststoffen sind Biokunststoffe, welche praktisch in fast allen derzeitigen Anwendungsbereichen eingesetzt werden können. In Zukunft werden Kunststoffe daher weitestgehend aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen und auch in heute unüblichen Bereichen zum Einsatz kommen.

(Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Kunststoffe)
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