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Es ist noch nicht einmal ein Jahrhundert her, dass transparente Kunststoffe erstmals kreiert wurden. 1928 entwickelte der 1876 in Öhringen bei Heilbronn geborene und 1939 in Berlin verstorbene Chemiker Otto Röhm den transparenten Kunststoff, der später als Plexiglas in den Handel gekommen und in die Geschichte eingegangen ist.
Wichtig: Transparenter Kunststoff ist nicht gleich transparenter Kunststoff. Mittlerweile gibt es verschiedene Arten. Das Spektrum reicht von Acrylglas und Polycarbonat über Polyester und Polyvinylchlorid bis hin zu Polyethylen und Polypropylen. Im vorliegenden Ratgeber geht es um die spezifischen Eigenschaften der eben erwähnten Varianten.
Die kompakten Erklärungen helfen Ihnen, für Ihren individuellen Bedarf optimal geeignete transparente Kunststoffe in Heilbronn zu finden, um Ihre Projekte hervorragend umsetzen zu können.
Um transparente Kunststoffe in Heilbronn herzustellen, bedarf es in jedem Fall der Bildung von Makromolekülen.
Dabei unterscheidet man zwischen drei Varianten:
a) Polymerisation
Hier reagieren ungesättigte Monomere im Zuge einer Kettenreaktion zu thermoplastischen Kunststoffen. Diese Kettenreaktion wird durch bestimmte Initiatoren, zum Beispiel Ionen oder Radikale, ausgelöst.
b) Polyaddition
Hier reagieren Monomere zu einem langkettigen Polymer – unter Hitze und Druck sowie in Anwesenheit
eines Katalysators.
c) Polykondensation
Hier entsteht neben einem Makromolekül durch Abspaltung ein weiterer Stoff. Möglich ist zum Beispiel Wasser. Die einzelnen Ketten sind besser miteinander verknüpft. Dies macht Polykondensate im Allgemeinen fester und steifer.
Hinweis:
Thermoplaste können durch Polymerisation, Polyaddition oder Polykondensation hergestellt werden, Duroplaste hingegen nur durch Polyaddition und Polykondensation. Im Unterschied zu Duroplasten erweichen Thermoplaste bei Einwirkung von Hitze. Sie sind generell leichter zu verarbeiten. Vor- und Nachteile von transparenten Kunststoffen gegenüber Glas Zu den größten Vorteilen von transparenten Kunststoffen gegenüber Glas zählt das deutlich geringere Gewicht. Transparente Kunststoffe aus Heilbronn wiegen nur die Hälfte von dem, was
Echtglas auf die Waage bringt. Des Weiteren lassen sich transparente Kunststoffe sehr viel einfacher bearbeiten. Spezifische Materialeigenschaften sind gezielt einstellbar, um sie an den jeweiligen
Verwendungszweck anzupassen. Einer der Nachteile von transparenten Kunststoffen im Vergleich zu Echtglas ist das wenig ausgeprägte Elastizitätsmodul. Hinzu kommen zum einen die geringere Oberflächenhärte und zum anderen der massive Festigkeitsabfall bei hohen Temperaturen ab circa 70 Grad Celsius. Auch das schlechtere Brandverhalten gehört zu den Nachteilen. Darüber hinaus ist zu beachten, dass sich die Festigkeit transparenter Kunststoffe stark zeitabhängig gestaltet und die meisten Ausführungen durch Alterung verspröden.
Hinweis: Transparente Kunststoffe und Glas sind keine Gegner. Genau genommen hat die Verbindung der beiden Materialien besondere Möglichkeiten eröffnet. So ist es etwa zur Entwicklung des sogenannten Verbundsicherheitsglases (kurz VSG) gekommen. Es besteht aus mindestens zwei Echtglasscheiben, die durch die Integration einer Hochpolymerfolie derart stabil sind, dass bei einem Bruch der Scheiben die Glasstücke an der Folie haften bleiben.
Im Bauwesen finden in erster Linie Acrylglas (PMMA) und Polycarbonat (PC) als tragende Baustoffe Verwendung. Darüber hinaus kommen überwiegend die folgenden Materialien als transparente Kunststoffe in Heilbronn zum Einsatz:
Die Merkmale und wichtigsten Anwendungen all dieser transparenten Kunststoffe werden nun nun näher vorgestellt.
Bei Acrylglas handelt es sich um einen farbneutralen und hochtransparenten Kunststoff. Es wird gerne als Alternative zu Glas eingesetzt. Dies liegt vor allem daran, dass Acrylglas zum einen bruchfester
und zum anderen leichter als Echtglas ist. Zu den beachtlichen Vorteilen des transparenten Kunststoffes gehört weiterhin die Tatsache, dass er sich warm verformen und perfekt verkleben lässt. Die Kanten sind hochtransparent polierbar. Nicht zu vergessen, dass Acrylglas
witterungsstabil und dauerhaft UV-beständig ist. Nachteile des praktischen, vielseitig einsetzbaren Materials bilden die Kratzempfindlichkeit und die
fehlende Brandschutzklassifizierung nach DIN 4102-1 B1. Apropos vielseitig einsetzbar: Acrylglas empfiehlt sich für verschiedene Anwendungen.
Hier eine Übersicht:
Es gilt zwischen gegossenem und extrudiertem Acrylglas zu unterscheiden:
a) Gegossenes Acrylglas (GS)
Man gießt eine Acrylglasplatte als flüssige Masse zwischen zwei abgedichtete Glasplatten. Nach der Erwärmung kühlt die Platte auf die anvisierte Stärke aus. Dass bei der Aushärtung größere Dickentoleranzen entstehen, liegt daran, dass kein Druck vorhanden ist. Durch den Herstellungsprozess resultieren transparente Kunststoffe mit höherer Oberflächenbrillanz.
Herstellungsprozess resultieren transparente Kunststoffe mit höherer Oberflächenbrillanz.
b) Extrudiertes Acrylglas (XT)
Extrudiertes Acrylglas ist die Folge der sogenannten Extrusion. Der Begriff leitet sich vom lateinischen Verb ‚extrudere‘ (hinausstoßen, hinaustreiben) ab. Bei der speziellen Methode werden härtbare Massen (dickflüssig bis fest) zunächst aus einer formgebenden Öffnung herausgepresst
und anschließend auf die gewünschte Stärke gewalzt. Das Ergebnis ist eine Platte mit besonders ebener Oberfläche (enge Dickentoleranzen).
Hinweis: Die Preise für Acrylglas GS sind in der Regel höher als jene für Acrylglas XT. Grund dafür ist der deutlich höhere Aufwand bei der Fertigung. Beide eignen sich zum Bedrucken. Dabei liefert Acrylglas GS eine bessere Tiefenbrillanz, Acrylglas XT hingegen eine bessere Konturenschärfe.
Wichtige Anmerkung zur Verwendung von Platten aus Acrylglas: Nach längerer Lagerung sollte man die transparenten Kunststoffe vortrocknen. So wird einer Bläschenbildung durch Feuchtigkeitsabgabe
sicher vorgebeugt.
Schneller Überblick zu den Vor- und Nachteilen:
Tipp: Wenn Brandschutzbestimmungen eine Rolle spielen, greift man besser zu anderen transparenten Kunststoffen. Infrage kommen beispielsweise PC und PET. Beide erfüllen die DIN-Normen 4102-1/EN 13501 (je nach Materialstärke).
Polycarbonat fungiert als bruchsichere und enorm schlagzähe Alternative zu Acryl- und zu Echtglas. Deshalb ist der transparente Kunststoff als Splitterschutz in Bereichen, die massiv vandalismusgefährdet sind, optimal geeignet. Neben der Unzerbrechlichkeit weist PC drei weitere bedeutende Vorzüge auf: Das Material ist warm verformbar und lässt sich bis sechs Millimeter kalt biegen. Zudem erfüllt es die Kriterien der Brandschutzklassifizierung nach DIN 4102-1 B1: Polycarbonat ist bei zwei bis sechs Millimetern schwer entflammbar.
Vorsicht: Die weichere Oberfläche macht Polycarbonat noch kratzempfindlicher als PMMA.
Potenzielle Anwendungsgebiete für PP:
Die Herstellung von Polycarbonat erfolgt mithilfe des Extrusionsverfahrens (Erklärung siehe Acrylglas XT). Um einen langanhaltenden UV-Schutz (bis zehn Jahre) zu gewährleisten, ist eine sogenannte UV-Longlife-Beschichtung erforderlich.
Hinweis zur Nutzung: Wie Acrylglas muss auch Polycarbonat nach längerer Lagerung zuerst vorgetrocknet werden. Andernfalls kann es beim warmen Verformen des Materials zu Bläschenbildung durch Feuchtigkeitsabgabe kommen. PC-Platten lassen sich ausgezeichnet bedrucken.Im Übrigen ist Polycarbonat teurer als Acrlyglas.
Schneller Überblick zu den Vor- und Nachteilen:
Tipp: Soll das Material einigermaßen kratzfest sein, empfiehlt es sich, auf PMMA statt PC zu setzen. Acrylglas hat die etwas widerstandsfähigere Oberfläche, was Kratzer betrifft. Und: Beim Laminieren kann Polycarbonat noch ausgasen und Bläschenbildung hervorrufen. Um dies von vornherein
auszuschließen, ist PET-G besser geeignet. Das letztgenannte Material hat keine Feuchtigkeitsaufnahme und gast demnach nicht aus.
Polyester ist ein amorpher Kunststoff. Die Bezeichnung „amorph“ bezieht sich in der Physik und Chemie auf einen Stoff, dessen Moleküle keine geordneten Strukturen bilden, sondern ein unregelmäßiges Muster aufweisen. Für kaltgebogene sowie für flache Anwendungen ist Polyester
ideal. Durch die amorphe Molekülstruktur kristallisiert Polyester bei Erwärmung aus. Es färbt sich weiß und wird starr und entsprechend unflexibel. Um diese Eigenschaft aufzuheben, hilft die Zugabe von
Glycol (zweiwertiger Alkohol). In der Folge kann Polyester thermisch sehr gut verformt werden.
Hinweis: Herkömmliche, amorphe Polyester haben das Kürzel A-PET, solche mit Glycol die Kurzform PET-G.
FDA und BDA genehmigen A-PET und PET-G für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln und medizinischen Anwendungen. Des Weiteren sind die transparenten Kunststoffe schwer entflammbar (Brandschutzklassifizierung EN 13501-1). Im Außeneinsatz ist PET-G bis zu drei Jahre witterungsbeständig – A-PET bis zu vier Jahre. UV-stabilisierte Versionen von Polyester sind möglich. Beide Varianten bieten äußerst gute Druckergebnisse.
Für folgende Anwendungen sind A-PET und PET-G bestend geeignet:
Tipp: PET-G weist gegenüber PMMA und PC einen entscheidenden Vorteil auf. Bei dem Material ist vor dem Warmverformen kein Vortrocknen nötig. Polyester nimmt nämlich keine Feuchtigkeit auf. Auch A-PET weiß durch ein spezifisches Charakteristikum klar zu überzeugen – die sehr hohe
Beständigkeit gegenüber Mineralölen sowie Reinigungs- und Lösungsmitteln.
Schneller Überblick zu den Vor- und Nachteilen:
Tipp: Ist ein längerfristiger Außeneinsatz gewünscht, raten wir, auf eine Alternative zu PET-G und A-PET zu setzen. Geeignet sind etwa PC-UV (longlife) für einen bis zu zehnjährigen UV-Schutz und PMMA für dauerhafte (20- bis 30-jährige) UV-Stabilität.
Bei Polyvinylchlorid (kurz PVC) handelt es sich um ein thermoplastisches Polymer. Dieser transparente Kunststoff ist einer der am häufigsten verarbeiteten Ausführungen. Prinzipiell unterscheidet man zwischen Hart- und Weich-PVC. Wird weicher und biegsamer Kunststoff benötigt, kommen bei der Herstellung des PVC-Materials Weichmacher zum Einsatz. Deren Anteil kann bis zu 40 Prozent betragen. Bedarf es hingegen eines
besonders robusten und stabilen Kunststoffes, stellt Hart-PVC die richtige Wahl dar. Es enthält keine Weichmacher. PVC ist ein Thermoplast – deshalb wird der Kunststoff beim Erhitzen weich und verformbar.
Mögliche Einsatzgebiete für Weich-PVC:
Mögliche Einsatzgebiete für Hart-PVC:
Hinweise zu Hart-PVC:
1) Hart-PVC entspricht der EU-Verordnung 10/2011, Anhänge 16 und 22. Das bedeutet, es darf mit Lebensmitteln in Berührung kommen. Darüber hinaus erfüllt dieser transparente Kunststoff sämtliche Kriterien der EU-Richtlinie 94/62/EG, die sich auf Verpackungen und Verpackungsabfälle bezieht.
2) Wer Hart-PVC verwendet, hat es mit einem geruchs- und geschmacksfreien Material zu tun. Zudem ist der Kunststoff wasserbeständig.
3) Das verarbeitungsfreundliche Material lässt sich mit verschiedenen Druckverfahren bedrucken: Sieb- und Flexo-, Tief- sowie UV-Offset- und UV-Digitaldruck kommen allesamt in Betracht. Vor dem umfassenden Bedrucken empfiehlt es sich, das bevorzugte Verfahren zunächst an einem nicht benötigten Reststück Hart-PVC zu prüfen, um die Kompatibilität sicherzustellen.
Achtung: Mit Latex- oder auch Ecosolvent-Tinten sind die transparenten Kunststoffe nicht bedruckbar.
4) Für Weiterverarbeitungen wie Schneiden, Biegen, Kanten, Tiefziehen und/oder Kleben ist Hart-PVC bestens geeignet.
5) Um die Kratzempfindlichkeit des Kunststoffes zu reduzieren, ist eine einseitige Prägung ratsam. Sie bewirkt einen Entspiegelungseffekt.
Schneller Überblick zu den Vor- und Nachteilen (Hart-PVC):
Tipp: Hart-PVC gilt es vor großer Wärmebelastung (mehr als 60 Grad Celsius) zu schützen.
Transparente Kunststoffe aus Polyethylen (Kurzform PE) zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe chemische Beständigkeit aus. Darüber hinaus sind sie elektrisch isolationsfähig und weisen ein gutes Gleitverhalten auf. Polyethylen ist enorm dehnbar und schlagzäh.
Nachteilig im Vergleich zu anderen transparenten Kunststoffen wirken sich die schlechteren mechanischen Charakteristika aus. Das heißt, Polyethylen ist weniger fest und hart. Auch in puncto Steifigkeit schneidet das Material schlechter ab als andere transparente Kunststoffe in Heilbronn.
Hinweis: Die größte Transparenz besitzt PE-LD (LD = low density), gefolgt von PE-LLD (LLD = linear low density). PE-HD (HD = high density) geht mit der geringsten Transparenz einher.
Typische Einsatzgebiete von Polyethylen:
Schneller Überblick zu den Vor- und Nachteilen:
Mit etwa 20 Prozent Anteil an der Gesamtproduktion ist Polypropylen (kurz PP) einer der wichtigsten Kunststoffe überhaupt. Chemisch ähnelt das Material dem Polyethylen (PE). Es ist allerdings deutlich härter und fester sowie thermisch höher belastbar. Bei etwa 100 Grad Celsius liegt die
maximale Dauereinsatztemperatur. Zu beachten ist jedoch auch, dass bei unter null Grad Celsius die Schlagempfindlichkeit bei PP stärker ansteigt als bei PE.
Tipp: Die Polymerisationsbedingungen sind so wählbar, dass sich neben isotaktischen und syndiotaktischen sogar ataktische Polymere erwirken lassen. Dieser Fakt ermöglicht eine große Vielfalt potenzieller Typen.
Hinweis: Syndiotaktisches Polypropylen (PP-S) ist transparent und extrem schlagzäh.
Für folgende Anwendungen kann PP zum Einsatz kommen:
Schneller Überblick zu den Vor- und Nachteilen:
Acrylglas(PMMA), Polycarbonat(PC), Polyester(PS), Polyvinylchlorid(PVC), Polyethylen(PE), Polypropylen(PP): Diese und viele weitere transparente Kunststoffe sind in Heilbronn bei Ihrem Fachpartner erhältlich. Werfen Sie einen Blick auf das große Sortiment und kontaktieren Sie uns, wenn Sie Fragen zu den Materialien haben oder transparente Kunststoffe bestellen möchten. Wir beraten Sie gerne individuell und unterstützen Sie dabei, Ihre Vorhaben rundum zufriedenstellend realisieren zu können. BW-Kunststoffe ist Ihr kompetenter Ansprechpartner, wenn es um transparente Kunststoffe in Heilbronn geht.
