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BÜFA Thermoplastic Composites GmbH & Co. KG

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Was sind die Unterschiede zwischen Thermoplasten, Duroplasten & Elastomeren?

Eigenschaften und Verwendung von Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren

Kunststoffe begegnen uns täglich in unserem Alltag. Denn viele Gebrauchsgegenstände werden aus Kunststoff hergestellt, auch solche von denen man es nicht erwartet hätte. Materialien wie Aluminium oder Metall stoßen oft an ihre Grenzen, denn sie verursachen ein höheres Gewicht und verhindern eine flexible Anwendung. Auch in der industriellen Verarbeitung ist Flexibilität von immer höherer Bedeutung, genauso wie ein geringeres Endgewicht.

Kunststoffe bestehen hauptsächlich aus Makromolekülen und werden zu Formteilen, Halbzeuge, Folien oder Fasern weiterverarbeitet. Sie zeichnen sich durch technische Eigenschaften wie beispielsweise Härte, Bruchfestigkeit, Formbarkeit, Elastizität, Temperatur-, Wärmeform- sowie chemische Beständigkeit aus. Die Ausprägung dieser Merkmale lässt sich durch die Wahl der Makromoleküle, des Herstellungsverfahrens sowie durch Beimischen von sogenannten Additiven variieren.

Kunststoffe werden hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften in drei Arten klassifiziert: Thermoplaste, Duroplaste sowie Elastomere.  Die Wahl des geeigneten Polymers hängt von Faktoren wie Belastung, Temperatur, Kosten und chemischen Eigenschaften ab.


polymer Types

Thermoplastische Kunststoffe Formbar im thermoplastischen Bereich

Thermoplaste (thermo= warm, heiß und „plast“ aus dem Altgriechischen plássein = bilden, formen), auch Plastomere genannt, sind Kunststoffe, die sich durch Erwärmen in einem bestimmten Temperaturbereich (thermoplastisch) verformen lassen. Dieser Vorgang ist reversibel und kann durch Abkühlen und erneutes Erwärmen beliebig oft wiederholt werden, solange keine thermische Zersetzung des Materials eintritt. 

Sie können leicht gespritzt, gegossen, extrudiert und thermogeformt werden, was die Verarbeitungskosten senkt und die Produktion beschleunigt. Beispiele für thermoplastische Kunststoffe sind Polyethylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid (PVC). Sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in Freizeit- und Sportgeräten, aber auch in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.  Thermoplaste haben eine gute chemische Beständigkeit und sind in der Regel beständig gegen Säuren, Laugen, Lösungsmittel und Öle. Dies macht sie ideal für Anwendungen, die hohen chemischen Belastungen ausgesetzt sind. Thermoplaste haben auch gute elektrische und thermische Isoliereigenschaften, was sie besonders für die Herstellung von elektrischen und elektronischen Geräten und Kabeln geeignet macht. Eine weitere Eigenschaft, die Thermoplaste anderen Kunststoffen voraushaben, ist ihre Schweißbarkeit: Thermoplaste lassen sich schweißen.

Im Gegensatz zu duroplastischen Kunststoffen, die aufgrund ihrer vernetzten Polymerketten nicht wiederholt verarbeitet werden können, lassen sich thermoplastische Kunststoffe beim Recycling einfach einschmelzen.

Dadurch können Altprodukte zu neuen Produkten verarbeitet werden, ohne dass sich die Materialeigenschaften verändern. Außerdem lassen sich beim Recycling von Thermoplasten Verunreinigungen leicht entfernen.

Insgesamt bietet das Recycling von thermoplastischen Kunststoffen daher sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile. Es trägt zur Abfallvermeidung und Ressourcenschonung bei und hilft, den Bedarf an fossilen Rohstoffen und den CO2-Ausstoß zu verringern.


Duroplastische Kunststoffe: Haltbarkeit und Beständigkeit

Duroplaste werden auch Duromere oder Thermosets genannt und sind Kunststoffe, die ihren Zustand sowie die Form nach der Aushärtung beibehalten. Denn ihre Polymere sind räumlich vernetzt und lassen sich daher nicht mehr lösen. Eingesetzt werden Thermosets unter anderem bei Elektroinstallationen aufgrund ihrer mechanischen und chemischen Beständigkeit auch bei erhöhten Temperaturen. Die Thermosets, die am längsten sowie häufigsten verarbeitet werden sind Phenoplaste. Außerdem gehören Polyesterharze, Polyurethanharze für Lacke und Oberflächenbeschichtungen sowie praktisch alle Kunstharze wie beispielsweise Epoxidharze zu den Duroplasten.


Die Unterschiede auf einen Blick:

Thermoplaste

  • Keine chemische Aushärtereaktion
  • hohe Viskosität
  • schwierige Faserimprägnierung
  • bedingt Lösemittelbeständig
  • kurze Prozesszeiten
  • Materialien sind schweißbar
  • Unbeschränkte Haltbarkeit (Lagerung)
  • hohe Energieaufnahme im Schadensfall
  • gute Recyclingeigenschaften

Duroplaste

  • Chemische Aushärtungsreaktion
  • niedrige Viskosität
  • gute Faserimprägnierung
  • hohe Lösemittelbeständig
  • mittel bis lange Prozesszeiten
  • hoher Vorrichtungsaufwand
  • Eingeschränkte Haltbarkeit (Lagerung)
  • Sprödbruchverhalten im Schadensfall
  • Recycling bedingt möglich

Elastomere: Eigenschaften und Anwendungsbereiche

Elastomere sind Polymermaterialien, die eine hohe Dehnbarkeit und Elastizität aufweisen. Sie können in ihre ursprüngliche Form zurückkehren, nachdem sie deformiert wurden. Ihr Glasübergangspunkt liegt unterhalb der Raumtemperatur. Diese Eigenschaft macht sie ideal für Anwendungen wie Dichtungen, Federn, Gummibänder und Reifen.

Elastomere werden in verschiedenen Arten hergestellt, wie zum Beispiel Kautschuk, Polyurethane und Silikone. Kautschuk ist ein natürliches Elastomer, das aus Gummibaum-Säften gewonnen wird. Polyurethane und Silikone sind synthetische Elastomere, die in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, darunter auch in der Medizintechnik, Automobilindustrie und Bauwesen.

Elastomere haben auch eine gute Witterungsbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit. Sie sind resistent gegen Wasser, Öle, Säuren und Laugen. Sie können auch in einer breiten Palette von Temperaturen arbeiten, von sehr niedrigen bis sehr hohen Temperaturen.

Einige Nachteile von Elastomeren sind, dass sie in Bezug auf die Festigkeit und Härte anderen Materialien unterlegen sind und dass sie schwer zu bearbeiten und zu recyceln sind.

Insgesamt sind Elastomere ein wichtiger Bestandteil in vielen industriellen Anwendungen aufgrund ihrer hervorragenden Dehnbarkeit und Elastizität. Sie ermöglichen es, Bewegungen aufzufangen und zu absorbieren und dienen als Dichtungen und Isolationen in vielen Geräten und Maschinen


BÜFA Thermoplastic Composites

Wir sind spezialisiert auf den Vertrieb von Rohstoffen und Halbzeugen zur Herstellung von Bauteilen aus lang- und endlosfaserverstärkten Thermoplasten. Eine Übersicht über unsere Produkte finden sie hier.

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