3 Aneignung 1

3 Aneignung: Kunststoffe und Stoffkreisläufe 


Aufgabe 3.1.8: Lies dir nun alle Informationen zu den Kunststoffklassen der Lebensmittelverpackungen durch und mache dir, falls nötig, Notizen. 

Aufgrund ihrer Eigenschaften können Kunststoffe in drei Kunststoffklassen unterteilt werden: Thermoplasten, Duroplasten und Elastomere. Sie alle bestehen aus langen Molekülketten, die unterschiedlich miteinander verknüpft sind und sich dadurch unterschiedlich bei äußeren Einflüssen verhalten, wie etwa durch das Erhöhen oder Erniedrigen der Temperatur oder des Drucks.



Thermoplasten schmelzen beim Erwärmen (in bestimmten Temperaturbereichen) und sind dann verformbar. Nach dem Abkühlen behalten sie ihre neue Form. 

Dies lässt sich damit erklären, dass die langen Molekülketten nur über schwache Wechselwirkungen, die van-der-Waals-Kräfte, zusammengehalten werden. Beim Erhitzen werden diese gelöst, sodass sich die Ketten aneinander vorbeischieben können - der Kunststoff wird verformbar. Kühlt der Kunststoff wieder ab, dann ziehen sich die Ketten wieder zusammen und es werden van-derWaals-Kräfte zwischen neuen Molekülkettenabschnitten ausgebildet – der Kunststoff wird wieder fest, behält aber seine neue Form.

Die eher schwache Kraft zwischen den Molekülketten führt zudem dazu, dass diese Kunststoffe eher weich sind. Durch den relativ großen Abstand zwischen den Molekülketten verfügen die Thermoplasten zudem meist über eine eher geringe Dichte. Diese Eigenschaften machen sie zu einem idealen Verpackungsmaterial, da sie verformbar, aber dennoch stabil sind

 

Duroplasten sind sehr hitzebeständig. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die langen und zusätzlich verzweigten Molekülketten dieser Kunststoffe über Elektronenpaarbindungen eng und fest miteinander verbunden sind und so ein starres Molekülnetz bilden. Dadurch ist dieser Kunststoff sehr hart, besitzt eine hohe Dichte und ist auch unter Wärme nicht verformbar. 

Diese Eigenschaften machen den Kunststoff zu einem idealen Werkstoff für Produkte, die beim Gebrauch einem hohen Druck ausgesetzt werden. Bei sehr hohen Temperaturen wird der Kunststoff zerstört, da dann die Bindungen zwischen den Makromolekülen gelöst werden. Bei noch höheren Temperaturen kann der Kunststoff sogar „verkohlen“.

 


Elastomere bestehen aus verzweigten Makromolekülen, die über Elektronenpaarbindungen vernetzt sind. Das Molekülnetz sorgt insgesamt für eine hohe Dichte. Es ist jedoch deutlich weitmaschiger als bei Duroplasten, weshalb die Molekülketten beweglich sind. 

Darüber lässt sich die elastische Eigenschaft dieser Kunststoffe erklären: Werden sie durch äußere Einflüsse gedehnt (Zug- oder Druckkräfte), können die Molekülketten der einzelnen Maschen aneinander vorbeigleiten und ihre Struktur vorübergehend verändern. Lässt die äußere Kraft nach, geht das Molekülnetz in seinen Ausgangszustand zurück.


Wenn die Krafteinwirkung zu stark ist, können die Elektronenpaarbindungen gelöst werden – der Kunststoff zerreißt. Entsprechend werden Elastomere verwendet, wenn ein Werkstoff elastische Eigenschaften aufweisen soll, wie zum Beispiel für die Herstellung von Gummibändern oder biegsamen Kuchenformen.