Polymere

Der Name Polymere leitet sich aus den altgriechischen Begriffen poly = viel und meros = Teil ab. Polymere sind chemische Verbindungen, welche in Form von Ketten oder verzweigten Molekülen aus einer sehr großen Anzahl gleicher Grundbausteine (Monomere) aufgebaut sind.


Polymere Naturstoffe, wie Holz, Wolle oder Bernstein, wurden bereits in der Frühgeschichte der Menschheit benutzt. Synthetische Polymere bzw. Kunststoffe sind jedoch eine sehr junge Werkstoffklasse. Ihre Entwicklung begann in der Mitte des 19. Jahrhunderts. Das erste Polymer, welches nicht durch Vernetzen von natürlichen Ausgangsstoffen, sondern aus den synthetisch erzeugten Ausgangsstoffen Phenol und Formaldehyd bestand, war das nach seinem Entdecker benannte Bakelit (1907). Darauf folgten bald viele der bis heute verwendeten Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid (PVC, 1912), Polymethylmethacrylat („Plexiglas“, 1934) oder Polyamid („Nylon“, 1935).


Polymere

Polymere werden zumeist in Form von Granulaten verarbeitet. Diese beinhalten bereits auch erforderliche Additive wie Fließmittel oder Farbstoffe. Im schmelzflüssigen Zustand werden sie zu den vielfältigsten Produkten verarbeitet, von Kunststofffolien und Gehäusen für Haushaltsgeräte bis zu komplexen Maschinenkomponenten oder sogar Implantaten.
Quelle: Plastilux GmbH


Kunststoffe lassen sich in drei Gruppen unterteilen. Elastomere sind breitmaschig vernetzt und sehr elastisch. Duroplaste weisen ein engmaschiges Netzwerk auf und sind spröde. Diese beiden Gruppen lassen sich nicht schmelzen. Die Thermoplaste hingegen können aus der Schmelze geformt und unter bestimmten Bedingungen wieder aufgeschmolzen und erneut geformt werden, ohne einen Verlust ihrer Eigenschaften zu erfahren.


Die große Eigenschaftsvielfalt der Polymere, welche durch Blends (Mischung aus Polymeren) und Komposite (Mischung aus Polymeren und anorganischen Stoffen) noch stark erweitert werden kann, führt zu einem breiten Anwendungsspektrum vom Gefrierbeutel (Blend aus Polypropylen und Polyethylen) über die Stoßstange von Sportwagen (faserverstärkte Duroplaste) bis zu chirurgischem Nahtmaterial, welches sich nach der Wundheilung von selbst auflöst (Polylactid).


Der überwiegende Anteil der Kunststoffe sind sehr kostengünstige Massenprodukte, wie Einkaufstüten aus Polyethylen (PE) oder Bodenbeläge aus Polyvinylchlorid (PVC). Durch den Einsatz moderner Verarbeitungsverfahren, wie zum Beispiel Mehrkomponentenspritzguss, lassen sich große Mengen an Konsumgütern sehr effizient herstellen.


Kunststoffe haben jedoch auch in den High-Tech Bereich Einzug gehalten. Aus den sogenannten High-Performance-Polymeren können beispielsweise flexible Schaltungsträger für kleinste Handys (Polyimid), Knochenimplantate (Polyetheretherketon) oder moderne LCD-Flachbildschirme (Flüssigkristalline Polymere) hergestellt werden [www.kunststoffe.de].


Die 3.650 Unternehmen in der Kunststoff-Industrie erzielten 2004 mit rund 379.000 Arbeitnehmern einen Gesamtumsatz von 71,1 Milliarden Euro [Quelle: www.vke.de].


Die Polymerforschung zielt derzeit zum Beispiel auf die Verbesserung des Flammwiderstandes durch Nanofüllstoffe und auf funktionale Textilien, aber auch auf die Entwicklung neuer Herstellungsverfahren (Rapid-Prototyping). Besonders intensive Forschung wird auf dem Gebiet von polymeren Elektronikbauteilen, wie Organic Light Emmitting Devices (OLED), betrieben.

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