Kunststoff-Wissen - Thermoplaste

Die meisten Kunststoffe, die wir im täglichen Leben benutzen, sind Thermoplaste, ihr wesentliches Merkmal ist, dass sie formbar (= plastisch) sind, je besser, desto mehr man sie erwärmt, allerdings schmelzen sie bei zu großer Hitze, wie z.B. eine Plastikschüssel auf einer heißen Herdplatte. Dieses Verhalten unterscheidet sie wesentlich von den Duroplasten, die beim Erhitzen nicht schmelzen, sondern sich zersetzen.

Doch was macht nun einen Thermoplasten aus? Chemisch betrachtet fehlt den Thermoplasten im Gegensatz zu den Duroplasten die Quervernetzung, die einzelnen Molekülketten sind also nicht durch chemische Bindungen, sondern nur durch zwischenmolekulare Kräfte miteinander verbunden (vgl. hierzu die folgende schematische Darstellung).

Wird genug Energie zugeführt, z.B. Wärme, so können sich bei einem unvernetzten Thermoplasten die einzelnen Ketten leicht gegeneinander verschieben, wodurch der Kunststoff leichter verformbar wird und schließlich schmilzt.
Auch wenn man Zug auf einen Thermoplasten, z.B. auf eine Plastiktüte, ausübt, gleiten die einzelnen Ketten aneinander entlang, die Plastiktüte wird gedehnt, bis das Plastik irgendwann reißt, wenn die zwischenmolekularen Kräfte nicht mehr ausreichen, um die Plastikfolie zusammenzuhalten.

An dem letzten Beispiel mit dem Zug an der (thermoplastischen) Plastiktüte wird auch der Unterschied zwischen einem Thermoplasten und einem Elastomeren deutlich: Ein Thermoplast läßt sich durch Ziehen recht schwer verformen und bleibt, wenn man aufhört zu ziehen im verformten Zustand (probiert es an einem Stück Plastikfolie aus). Ein Elastomer hingegen, z.B. ein Gummiband, lässt sich mit deutlich geringerem Widerstand dehnen und kehrt außerdem beim Loslassen in den Ausgangszustand zurück (wenn man nicht so stark daran gezogen hat, dass es gerissen ist, natürlich).

Aber nicht alle Thermoplaste lassen sich so leicht verformen wie eine Plastiktüte, und es gibt auch ziemlich harte Thermoplaste. So bestehen z.B. Computer- und Monitorgehäuse aus Thermoplasten, und auch die Plastik-Küchenschüssel, die auf der heißen Herdplatte schmilzt, ist mechanisch nicht so leicht zu verformen.
Ob ein Thermoplast bei Raumtemperatur hart oder weich ist, hängt von seiner Glasübergangstemperatur ab: Oberhalb dieser Temperatur ist er weich und verformbar, unterhalb fest und unformbar.
Abgesehen davon fügt man manchen Kunststoffen auch Weichmacher zu, die sie - wie der Name sagt - weich und formbar machen.

Wichtige Thermoplaste sind:

- Polyethen (PE)
- Polypropen (PP)
- Polystyrol (PS)
- Polyvinylchlorid (PVC)
- Polyacrylnitril (PAN)
- Polyamide (PA)
- Polyester (PES)
- Polyacrylate