Kunststoff ist der flexibelste Werkstoff unserer Zeit und eröffnet der Industrie seit seiner Entdeckung immer neue Anwendungsbereiche. Kunststoffe sind günstig, leicht im Gewicht, also ebenfalls günstig zu transportieren und unglaublich vielseitig einsetzbar. Immer neue Stoffgemische ermöglichen nahezu unbegrenzte Möglichkeiten in der industriellen Verarbeitung. Hochwertige Produkte wie technische Kunststoffe Heilbronn dienen weniger haptischen oder optischen Ansprüchen, sondern sind aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften für rein technische Anwendungen gedacht. Technische Kunststoffe Heilbronn zeichnen sich durch eine exzellente Qualität und Beständigkeit aus und müssen je nach Anwendungsgebiet bestimmte Bedingungen erfüllen und sich gut verarbeiten lassen. Technische Kunststoffe Heilbronn sollten bei deren Einsatz ein ausgewogenes Kosten-Nutzen-Verhältnis erkennen lassen. Viele Unternehmen haben sich auf den Handel mit Rohware oder Halbzeugen spezialisiert und bieten Rohstoffe unterschiedlicher Materialien und Farben zur Weiterverarbeitung an. Das Ausgangsmaterial wird dabei häufig in Granulatform gehandelt. Es wird in sogenannte Big Bags abgefüllt und in eben diesen transportiert. Der Preis berechnet sich nach Gewicht des Rohmaterials. Da sich die Ware in diesem Zustand nicht gut transportieren und zur Weiterverarbeitung handeln lässt, wird es zu Halbzeugen eingeschmolzen. Das Zwischenprodukt hat häufig die Form von Rundstäben oder Platten. In diesem Stadium steht die Farbgebung bereits fest. Die hochpreisigste Rohware ist farbneutral, da sich diese noch individuell einfärben lässt. Dank der EU-Chemikalienverordnung Nr. 1907/2006, auch REACH-Verordnung genannt, welche am 01. Juni 2007
in Kraft trat, muss jedes gehandelte Kunststoffprodukt eine Art Personalausweis mit sich führen. Nach dieser Verordnung dürfen nur noch chemische Stoffe, zu denen auch technische Kunststoffe Heilbronn gehören, in den Verkehr gebracht werden, die zuvor registriert wurden. Jeder Hersteller oder Importeur besitzt seither eine Registrierungsnummer und haftet für die Stoffsicherheit des in den Umlauf gebrachten Stoffes. Somit können weiterverarbeitende Betriebe sicher sein, ein qualitativ hochwertiges, reines Produkt zu erhalten. Der Kunststofftyp muss jederzeit zu erkennen sein, da beispielsweise in der Lebensmittelindustrie nur bestimmte technische Kunststoffe zum Einsatz kommen dürfen. Gerade wenn ein Stoff mit Lebensmitteln direkt in Kontakt kommt, muss er
„lebensmittelecht“ sein. Das bedeutet, es dürfen sich keine Stoffbestandteile beziehungsweise Chemikalien aus dem Kunststoff lösen und in das Produkt übergehen. Andere technische Kunststoffe Heilbronn müssen für deren technische Anwendung beispielsweise „farbecht“ sein, elastisch, thermound/ oder duroplastisch. Eine geniale Innovation im medizinischen Bereich ist ein mechanisch hoch stabiler Kunststoff, welcher eine antimikrobielle Wirkung zeigt. Allgemein hat jedes Kunststoffprodukt ein individuelles Datenblatt, auf welchem die speziellen Eigenschaften
tabellarisch erfasst werden. Auf diesem Datenblatt wird in allgemeine, mechanische, thermale sowie elektrische Eigenschaften unterschieden. Da jeder Industriezweig ganz individuelle Anforderungen an einen Werkstoff hat, gehen wir in diesem Text genauer auf die Eigenschaften unterschiedlicher technischer Kunststoffe ein.
Standard Thermoplaste
PE oder auch Polyethylen ist mit rund 30 Prozent Marktanteil der am häufigsten verwendete Kunststoff. Dieses Material gehört zu den Standard Kunststoffen und ist ein teilkristalliner und unpolarer Thermoplast. Durch Hoch-, Mittel- oder Niederdruckverfahren, unter zu Hilfenahme von
freien Radikalen beziehungsweise Katalysatorsystemen, kann dieser Kunststoff in stark verzweigte, beispielsweise PE-LD oder lineare Homo- und Copolymere wie PE-HD auch HDPE abgekürzt, PE-MD oder
PE-LLD synthetisiert werden. PE-LD wird vor allem zu Folien verarbeitet. Aus PE-HD entstehen Formteile wie Abfalltonnen, Haushaltswaren oder Kraftfahrzeugtanks. Auch Abwasserrohre bestehen überwiegend aus PE-HD. Die Abkürzung HD steht in diesem Fall für „high density“, also „hohe
Dichte“. LD steht dementsprechend für „low density“, also „niedrige Dichte“. LLD ist die Abkürzung für „linear low density“ und lässt die chemische Struktur erkennen. Denn LLD verfügt strukturell über kurze lineare Verzweigungen. PE-LLD kann zu bis zu 5 Mikrometer dünnen Folien verarbeitet
werden, welche gute optische Eigenschaften besitzen und gleichzeitig eine bessere Kältezähigkeit, Durchstoß- und Reißfestigkeit besitzen als PE-LD Folien. Beim Rotationsformen von Kanus, Surfbrettern und Containern kommt PE-LLD ebenfalls zum Einsatz.
PP Polypropylen
Polypropylen, abgekürzt PP, hat einen Marktanteil von etwa 20 Prozent und ist somit der zweitwichtigste gehandelte Kunststoff. Sein Marktanteil wächst allerdings aufgrund seiner vielseitigen Einsatzmöglichkeiten stetig. PP ist dem PE chemisch sehr ähnlich, zeichnet sich aber durch eine deutlich höhere Härte, Festigkeit und thermisch höhere Belastbarkeit aus. Die
Dauereinsatztemperatur sollte 100 Grad Celsius nicht überschreiten. Bei Temperaturen unter Null Grad ist PP im Vergleich zu PE stärker schlaganfällig. Polypropylen ist meistens isotaktisch aufgebaut. Dies bedeutet, dass im auf chemischer Ebene die Anordnung der Seitengruppen von Makromolekülen regelmäßig und periodisch angeordnet sind. Aus solch gleichmäßigen Molekülen bilden sich leichter Kristalle, da sie sich günstig aneinanderlagern können. Eine hohe Kristallinität wiederum ist entscheidend für den Härtegrad eines Thermoplastes. Je kristalliner
ein Kunststoff ist, umso härter ist er. Hoch kristalline Kunststoffe, zu denen Polypropylen gehört, haben eine höhere Formbeständigkeit und ihr Schmelzpunkt nimmt zu. Je nach Polymerisationsbedingungen lassen sich auch syndiotaktische und ataktische Polymerisate herstellen. So kann eine große Vielfalt verfügbarer PP-Typen hergestellt werden. PP kommt unter anderem als Gehäusewerkstoff für Kleinelektrogeräte, als Formteile in der Automobilindustrie, Rohre, Gartenmöbel sowie in Verpackungsfolien und starren Verpackungen vor.
PVC hart grau(RAL 7011) Polyvinylchlorid
Nach PE und PP ist Polyvinylchlorid das drittwichtigste Polymer für Thermoplaste. PVC-Kunststoffe sind als Hart- und Weich-PVC lieferbar. Hart-PVC wird etwa zum Herstellen von Rohren, Schallplatten und Fensterprofilen verwendet. Weich-PVC enthält, wie der Name andeutet, Weichmacher, welche zu dem elastischen Verhalten des Materials führen. Um zu erkennen, wie hoch der Anteil an Weichmachern im Material ist, gibt es die sogenannte „Shore-Angabe“ und reicht von Shore-A-Härte, welches einen niedrigen Weichmacheranteil kennzeichnet, bis Shore-D-Härte, welches für einen hohen Anteil steht. Weich-PVC findet man in Kabelummantelungen und Bodenbelägen. Kommt Weich-PVC mit Lebensmitteln in Berührung oder wird es zur Herstellung von Kinderspielzeug oder Bekleidung eingesetzt, dürfen gemäß Lebensmittelgesetz nur bestimmte Weichmacher verwendet werden. Weichmacher, die in Verdacht stehen, gesundheitliche Schäden zu verursachen, sind Phthalate. So haben einige Kunststoffe dieser
Stoffgruppe einen Einfluss auf den menschlichen Hormonhaushalt. Die Europäische Union stufte die Phthalate DEHP, DBP und BBP als fortpflanzungsgefährdend ein. DINP und DIDP wirken dagegen eher
lebertoxisch. Um die Gesundheit der Verbraucher zu schützen, wurden für verschiedene Phthalate unterschiedliche Grenzwerte festgelegt.
PPE
Polyphenylenether ist ein hoch temperaturbeständiger, thermoplastischer Kunststoff. PPE ist ein Hochleistungskunststoff, welcher häufig für die Herstellung von Formteilen in der Elektronik, in Haushaltsgeräten und beim Fahrzeugzeugbau Verwendung findet. Das Material wird bei einer Temperatur von 260 Grad Celsius bis 300 Grad Celsius durch Spritzgießen oder Extrusion verarbeitet.
ABS Platten
Acrylnitrit-Butadien-Styrol-Copolymer, abgekürzt ABS, nimmt bei den technischen Kunststoffen den größten Anteil ein. Es wird hauptsächlich für Anwendungen in der Elektrotechnik und Elektronik verwendet. Gleichermaßen wichtig ist es in der Automobilbranche für die Herstellung von Kfz-Innenraumteilen. Dieser Werkstoff ist für Mischungen mit vielen anderen Thermoplasten verwendbar. Wichtige Blends sind solche mit Polyamid, Polycarbonat und thermoplastischen Polyurethan-Elastomeren. Weitere Anwendung findet ABS beispielsweise bei der Herstellung von
Radkappen, Armlehnen im Fahrzeugbau, für Dusch-, Küchen- und Badewannenarmaturen in galvanisierter Ausführung sowie für Staubsaugergehäuse, elektrische Zahnbürsten und Spielzeuge.
Hochtemperatur Kunststoffe
PEEK ist die Abkürzung für Polyetheretherketon und wird häufig für Teile eingesetzt, welche hohen Temperaturen oder mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Ebenso kommt es dort zum Einsatz, wo die Kunststoffteile Röntgen- oder Gammastrahlen ausgesetzt sind. Einige Eigenschaften dieses
Kunststoffes sind: Eine besonders schwere Entflammbarkeit, eine sehr geringe Rauchentwicklung im Brandfall, eine hohe Verschleißfestigkeit und ein gutes Gleitverhalten. Zudem ist es selbstverlöschend, nimmt minimal Feuchtigkeit auf, lässt sich gut tiefziehen und ist für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet.
PVDF(Polyvinyldienfluorid)
PVDF steht für Polyvinyldienfluorid und ist ein hochkristaliner, thermoplastischer Fluorkunststoff mit ausgewogenen mechanischen Eigenschaften. Auch dieser Kunststoff kann mit Lebensmitteln in
Berührung kommen. Er gilt als physiologisch unbedenklich und erfüllt höchste Reinheitsansprüche. Daher wird PVDF gerne in der Chemie-, Lebensmittel- und Halbleiterindustrie eingesetzt. Dieser Kunststoff verfügt über eine hohe mechanische Festigkeit und hält Dauergebrauchstemperaturen von bis zu 150 Grad Celsius stand.
PTFE (Teflon©)
PTFE ist ein ebenfalls hoch teilkristalliner Kunststoff, welcher beim Erwärmen nicht flüssig wird, sondern in der Regel nur gummiartig weich. PTFE ist durch seine Nicht-Polarität antiadhäsiv, dass heißt nicht haftend und somit kaum benetzbar. Dies bedeutet, dass andere, auch klebrige Substanzen, nicht an seiner Oberfläche haften bleiben. Die Einsatzgrenzen, dieses technischen Kunststoffes liegen zwischen Minus 200 Grad Celsius und 250 Grad Celsius Dauertemperatur. Kurzfristig kann dieser technische Kunststoff auch auf 300 Grad erhitzt werden. Sein Kristallitschmelzpunkt liegt bei 327 Grad Celsius. Beim Erhitzen über 400 Grad Celsius tritt die Zersetzung des Stoffes ein. PTFE hat ausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaften und ist somit beispielsweise für die Hochfrequenztechnik bestens geeignet. Es ist beständig gegenüber den meisten Chemikalien außer Alkalimetallen und Fluor und äußerst witterungsbeständig. Die Feuchtigkeitsaufnahme von PTFE geht
gegen Null. Da die Gasdurchlässigkeit dieses Kunststoffes relativ hoch ist, bietet sich ein Einsatz für atmungsaktive Folien an. Zum Herstellen von Beschichtungen können PTFE-Dispersionen gespritzt werden. Es kann aber auch durch Tränken oder Tauchen verarbeitet werden. Beim Fertigungsprozess von Hochleistungsfasern wird PTFE mit UHMW kombiniert und 1000-fache verstreckt. Die Einsatzgebiete dieses Hochleistungskunststoffes sind sehr vielseitig. So wird er im Bereich der Haushaltstechnik für die Beschichtung von Bratpfannen, Backformen und Bügeleisen verwendet. In der Industrie dient er der Auskleidung von Behältern oder dem Herstellen von chemischen Apparaten, Hähnen,
Filterkörper oder Pumpen. Auch für Transportbänder, welche klebrige oder heiße Güter wie Klebstoff fördern, bietet sich dieses nicht haftende Material an.
Konstruktionskunststoffe
Polyamide zählen zu den wichtigsten technischen Thermoplasten, werden aber auch in sehr großen Mengen zu Fasern verarbeitet. Polyamide sind zähe Materialien, welche eine hohe Festigkeit und Steifigkeit aufweisen. Sie verfügen über eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit sowie eine gute Abrieb- und Verschleißfestigkeit. Durch die relativ niedrige Glastemperatur dieses Kunststoffes, wird es häufig mit Glasfasern verstärkt. Durch diese Kombination steigt die Dauergebrauchstemperatur deutlich an. PA nimmt im Vergleich zu anderen Thermoplasten relativ viel Wasser auf. Dies ist bei der Werkzeugauslegung zu berücksichtigen. Polyamide sind beständig gegen, Fette, Öle, Ester, Ketone, Alkohole, Laugen, Kohlenwasserstoffe und Kraftstoffe. Unbeständig sind sie gegenüber starken Säuren. PA wird vorwiegend im Fahrzeugbau verwendet. Hier hat der Kunststoff viele Metallteile aufgrund seiner hohen mechanischen Festigkeit verdrängt. Beispiele für dessen Anwendung sind Gas- und Kupplungspedale, Lampengehäuse oder starre Kraftstoffleitungen. Dank seiner guten Ölbeständigkeit findet er ebenfalls Anwendung im Kfz-Motorraum.
POM(Polyoxymethylen)
POM ist Polyoxymethylen und ein teilkristalliner, überwiegend linearer Thermoplast. POM ist ein typischer technischer Kunststoff mit guten mechanischen Eigenschaften. Er hat eine hohe Dimensionsstabilität und ein hervorragendes Verschleiß- und Gleitverhalten. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es vorwiegend für Präzisionsteile in der einwerktechnik verwendet. Dank seiner hohen Rückstellelastizität wird es häufig im Bereich der Schnappverbindungen eingesetzt. Die wichtigste Verarbeitungsart ist das Spritzgießen, ebenso auch das Mikropräzisions-Spritzgießen für das Herstellen eng tolerierter, maßhaltiger Kleinteile. Die Verarbeitung ist auch in anderen Verfahren wie dem Extrudieren, Blasformen und Schweißen möglich. Durch Vorbehandlung können Teile
aus Polyoxymethylen ebenfalls geklebt werden. Eine hohe Schwindung des Materials bringt die Gefahr von Poren- und Lunkerbildung mit sich. Dem kann durch entsprechende Verarbeitungsbedingungen entgegengewirkt werden. Zahlreiche Anwendungsbeispiele finden sich im Maschinenbau, der Elektrotechnik, im Verpackungssektor sowie in der Bau- und Möbelindustrie.
Medizinische Kunststoffe
Ein wirklich interessantes Produkt im medizinischen Bereich ist eine Kombination aus duroplastem Kunststoff und moderner Silberionen-Technologie. Die besondere Stoffkombination der gefertigten Platten verhindert das Wachstum von Mikroben, wie Bakterien oder Pilzen, auf deren Oberfläche. Das nicht-toxische Additiv wirkt rein physikalisch durch den Austausch von Silberionen. Die bakterizide Wirksamkeit wurde in Labors bereits getestet und bestätigt. Dieser technische Kunststoff ist
Hoffnungsträger im Kampf gegen mulitresistente Krankenhauskeime wie MRSA. Im besten Fall kann eine weitere Verbreitung des Keimes durch den konsequenten Einsatz antimikrobieller Kunststoffoberflächen in Krankenhäusern gestoppt werden. Ein weitere Eigenschaft dieses
Erzeugnisses ist der den Easy-to-Clean-Effekt für eine leichte Reinigung der Oberfläche. Diese Eigenschaft wird über eine nanoskalige Mikrostruktur erreicht, welche eine niedrige Oberflächenspannung von unter 18 mN/m hervorruft. Der sogenannte Lotuseffekt, welcher diesen superhydrophoben Kunststoff ebenfalls auszeichnet, lässt Flüssigkeiten sofort abperlen. Dabei
werden gleichzeitig anhaftende Stoffe und Schmutzpartikel mitgenommen. Weiter verfügt dieser spezielle technische Kunststoff über eine hohe mechanische Stabilität und Chemikalienbeständigkeit. Aufgrund der genannten positiven Produkteigenschaften bietet sich der Einsatz dieses besonderen technischen Kunststoffes für Kliniken und Arztpraxen an.
Hochleistungskunststoffe
Ein weiteres Beispiel für einen Hochleistungskunststoff ist Polyphenylensulfid, abgekürzt PPS. Dieser Kunststoff ist teilkristallin. Seine aromatische Monumereinheit ist über Schwefelatome miteinander verbunden. Das Material ist äußerst wärme- und chemikalienbeständig und zeichnet sich durch eine hohe Steifigkeit aus. PPS kann als Thermo- oder Duroplast produziert werden, wobei seiner Verwendung als Thermoplast eine weit größere Bedeutung zukommt. PPS wird überwiegend im
Spritzgussverfahren verarbeitet. Dabei beträgt die Massetemperatur zwischen 315 Grad Celsius und 370 Grad Celsius. Oberhalb einer Werkzeugtemperatur von 120 Grad Celsius wird die Formteiloberfläche glatt und glänzend. Beim Spritzgießen werden Compounds mit mineralischen Füllstoffen und anderen Verstärkungsstoffen bevorzugt verwendet.
In der modernen Industrie steht Performance an erster Stelle. Dies kann sich auf eine Vielzahl von Aspekten beziehen, die die Qualität, Effizienz, Haltbarkeit, Geschwindigkeit, den Durchsatz oder die Widerstandsfähigkeit gegenüber externen Einflüssen betreffen. Angestrebt wird stets die Entwicklung reibungslos laufender Anwendungen, die möglichst wartungsarm sind und dabei das beste Kosten-Performance-Verhältnis bieten. In unserem Werkstoffportfolio finden Sie garantiert genau die Hochleistungskunststoffe, die Sie für Ihre Anwendungen benötigen.
Hochleistungskunststoffe sind in der Regel für dauerhafte Betriebstemperaturen von über 150 °C ausgelegt. Diese Materialklasse vereint die herausragenden Eigenschaften von Polymeren – u. a. Gleitreibeigenschaften, ein geringeres Gewicht und chemische Beständigkeit – insbesondere bei dauerhaft hohen Betriebstemperaturen. Mit speziellen Verstärkungsstoffen, z. B. Glasfasern, Glaskugeln oder Kohlefasern, werden Wärmeformbeständigkeit und Steifigkeit weiter erhöht. Zusatzstoffe wie PTFE, Graphit und Aramidfasern sorgen für eine erhebliche Verbesserung der Gleitreibeigenschaften. Durch die Beimischung von Metallfasern und Ruß wird zudem die elektrische Leitfähigkeit gefördert.
Hohe Temperaturbeständigkeit
Wärmebeständige Kunststoffe werden ständig weiterentwickelt und kommen immer häufiger in traditionellen und anspruchsvollen Industrieanwendungen zum Einsatz, um Performance und Haltbarkeit zu verbessern. Kunststoffe werden häufig nicht als hitzebeständiges Material betrachtet. Tatsache ist jedoch, dass es ganze Familien von Hochleistungskunststoffen (Hochtemperaturwerkstoffe) gibt, die je nach Betriebsbedingungen dauerhaften Betriebstemperaturen von über 150 °C bis hin zu über 300 °C standhalten können.
Diese Hochtemperaturwerkstoffe, die sich durch hohe Glasübergangs- und Schmelztemperaturen auszeichnen, sind am besten geeignet, wenn ein Ersatzstoff für Metall gesucht wird. Sie bieten gleichzeitig die überragenden Eigenschaften von Polymeren, u. a. Gleitreibeigenschaften, ein geringeres Gewicht und Chemikalienbeständigkeit. Diese Vorteile können selbst unter dauerhaft hohen Betriebsbedingungen aufrechterhalten werden. Hochtemperatur Polymere sind zum einen als nicht modifizierte wärmebeständige Werkstoffe und zum anderen als modifizierte hochleistungsfähige Thermoplasten erhältlich.
Durch Hinzufügen von Verstärkungsstoffen wie Glas- oder Kohlefasern können Steifigkeit und Wärmeformbeständigkeit verbesserte und eine zusätzliche Dimensionsstabilität geboten werden. Dies wird durch eine geringere Wärmeausdehnung ermöglicht, die die Werte einiger Metalllegierungen erreichen kann. Kunststoffe mit Kohlefaserverstärkung stellen derzeit die interessantesten Lösungsmöglichkeiten dar, wenn Betriebsbedingungen eine extreme Steifigkeit und außergewöhnliche mechanische Eigenschaften mit einem möglichst geringen Gewicht erfordern, beispielsweise bei Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt oder Automobilindustrie.
Für Anwendungen, die eine hohe Abrieb- und Verschleißfestigkeit oder einen geringen Reibungskoeffizienten erfordern, bieten diese technischen Kunststoffe eine überragende Leistung in Verbindung mit Schmiermitteln wie PTFE und Graphit. Die für diese Thermoplasten üblichen guten elektrische Isolierungseigenschaften können zudem modifiziert werden, um statisch ableitende oder elektrisch leitfähige Qualitäten zu erreichen.
