Kunststoffe aus Makromolekülen

Polyethylen (PE) wird als Thermoplast hauptsächlich zu Folien, Platten und Spritzgussteilen
verarbeitet. Man findet es in vielen Haushalts- und Spielwaren oder als Schaumstoff im
Fahrzeugbau. Je nach Molekulargewicht, Verzweigungsgrad und Kristallinität zeigt Polyethylen
wachsartige bis harte Konsistenz.
Man unterscheidet Polyethylen niederer Dichte ("low density": LDPE mit D = 0.91 - 0.92 g/cm 3
/ Kristallinitätsgrad 40 - 55 %) von solchem mit hoher Dichte ("high density": HDPE mit D =
0.94 - 0.96 g/cm 3 / Kristallinitätsgrad 75 - 85 %). LDPE wird durch eine
Hochdruckpolymerisation (1400 - 3500 bar, 150 - 350o C) hergestellt. HDPE entsteht in einer
Niederdruckpolymerisation (unter 60 bar, 60 - 250o C) mit heterogenen Übergangsmetall-
Katalysatoren (Ziegler, Natta: Chemie-Nobelpreis 1963).
Polystyrol (PS) wird vorwiegend thermoplastisch im Spritzguss verarbeitet und zu Platten und
Folien extrudiert. Es ist ein glasklares, steifes und relativ sprödes Material, das z.B. für
Lebensmittelverpackungen (z.B. Joghurtbecher) zugelassen ist. Teile aus schlagfestem Polystyrol
werden z.B. in Kühlschränken, Telefonapparaten, Fernseh-, Radio- und Elektrogeräten
verarbeitet. Treibmittelhaltiges Polystyrol lässt sich aufschäumen (Styropor ® ), wobei Wärme-,
Kälte- und Schalldämmstoffe entstehen.
Zur Verbesserung der Eigenschaften dienen folgende Modifizierungen:
- Modifizierung mit Kautschuk: (high impact PS: HIPS: hochschlagzäh)
- Propfcopolymer mit Butadien: schlagfest
- Copolymerisation mit Acrylnitril: (SAN) fest, hart und formbeständig,
transparent.
Abb. 29 zeigt eine elektronenmikroskopische Aufnahme von schlagfestem Polystyrol:
Die dunklen Bereiche stellen die elastische Polybutadien-Komponente dar. Diese elastische
Kautschukphase nimmt die Energie bei Schlagbeanspruchung durch lokale Deformation auf, so
dass es nicht zur Rissbildung kommt.
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