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Kunststoffe

Eigenschaften

Kunststoffe zeichnen sich, verglichen mit keramischen oder metallischen Werkstoffen,
durch eine Reihe von ungewöhnlichen Eigenschaften aus:

Dichte und Festigkeit

Die Dichte der meisten Kunststoffe liegt zwischen 800 und 2200 kg/m3.
Sie sind damit erheblich leichter als Metalle oder keramische Werkstoffe.
In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften sind Kunststoffe anderen
Werkstoffklassen häufig unterlegen. Ihre Festigkeit und Steifigkeit erreicht
meist nicht die von Metallen oder Keramiken. Wegen der geringen Dichte
kann dies jedoch teilweise mit konstruktiven Mitteln (höhere Wandstärken)
oder dem Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen kompensiert werden.
Ein Beispiel ist der Einsatz von Kevlar in Flugzeugtragflächen.
Obwohl die Festigkeiten vergleichsweise niedrig sind, brechen Kunststoffteile
weniger leicht, als beispielsweise Keramik oder Glas. Sie weisen zumeist eine
gute Zähigkeit auf. Deshalb werden Gebrauchsgegenstände für Kinder und
Spielzeug vielfach aus Kunststoff gefertigt.

Chemische Beständigkeit

Kunststoffe sind, im Gegensatz zu Metallen, aufgrund ihrer organischen Natur beständig gegenüber
anorganischen Medien. Dies schließt Mineralsäuren, Laugen, sowie wässrige Salzläsungen ein.
Daher bevorzugt man zur Herstellung von pflegeleichten Haus- und Elektrogeräten, Fahrzeugausstattungen,
Spielzeugen usw. Werkstoffe aus Kunststoff.
Im Gegensatz zu Metallen reagieren sie allerdings empfindlich auf organische Lösungsmittel, wie Alkohole,
Aceton, Benzin. Dennoch gelang es auch auf diesem Gebiet, beständige Kunststoffe zu entwickeln.
Ein Beispiel ist der Autotank aus Polyethylen im VW Polo. Er ist überaus beständig gegenüber Korrosion
und trotzdem unempfindlich gegenüber dem Benzin.

Niedrige Verarbeitungstemperaturen

Die gängigen Verarbeitungstemperaturen für Kunststoffe liegen im Bereich von 250 bis 300 °C.
Während Metalle bei hohen Temperaturen aufwändig gegossen werden müssen und Einschränkungen
bezüglich der Gussformen bestehen, lassen sich aus Thermoplasten auch kompliziertere Formteile mit
vergleichsweise geringem Aufwand fertigen. Gleichzeitig können in einem Verarbeitungsschritt weitere
Additive, wie Farbpigmente oder Fasern in das Material eingearbeitet werden, die sich bei den hohen
Temperaturen des Metallgießens oder des Sinterns von Keramik zersetzen würden.

Niedrige Leitfähigkeiten

Die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen liegt deutlich unter der von Metallen.
Daher werden viele Kunststoffe, vor allem Schaumstoffe, als Dämmstoffe eingesetzt.
Die elektrische Leitfähigkeit von Kunststoffen ist um 15 Größenordnungen geringer als die von Metallen
so werden viele Kunststoffe zur Isolierung von elektrischen Leitungen und Kabeln eingesetzt.
 
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