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Kunststoffe zum Kennenlernen:

Polyethen

Polyethen (oder auch Polyethylen, PE)  ist neben Polyvinylchlorid der industriell am häufigsten hergestellte Kunststoff. Alltagsgegenstände wie Plastiktüten, Gefrierbeutel, Eimer, Wäschekörbe, Getränkekisten, Mülltonnen usw. bestehen in der Regel aus Polyethen, aber auch Rohre und Kabelisolierungen werden häufig aus diesem Material hergestellt.

PE ist ein bei Zimmertemperatur ziemlich weicher Thermoplast. Ihr könnt mit dem Fingernagel ohne weiteres Kratzer in die Oberfläche eines Gegenstandes aus PE ritzen. Sehr stabil verhält sich der Stoff jedoch gegenüber Chemikalien: Salzlösungen, Laugen und die meisten anorganischen Säuren greifen das Material nicht an, sogar Nagellackentferner wird in Polyethen-Flaschen verkauft. Ohne zugesetzte Farbpigmente ist Polyethen durchscheinend, aber nicht völlig durchsichtig. Es sei denn, das Material wird zu einer sehr dünnen Folie verarbeitet. Die Dichte von Polyethen beträgt je nach Herstellungsart zwischen 0,90 und 0,95 g/cm3, d.h. es schwimmt in Wasser.

PE entsteht formal durch Polymerisation von Ethen, einem gasförmigen Stoff, der durch petrolchemische Verarbeitung von Erdöl gewonnen wird.

Die Reaktionsgleichung lässt sich sehr einfach formulieren, die tatsächliche Herstellung dieses Materials ist jedoch außerordentlich schwierig. Erst bei 100 ° C und einem Druck von ca. 100 MPa (das ist das Tausendfache des normalen Luftdrucks) reagiert Ethen in einer radikalischen Polymerisation zum so genannten Hochdruck-Polyethen. Bei dieser Reaktion treten jedoch auch Kettenverzweigungen auf. Wird an der wachsenden Kette ein Wasserstoffatom durch ein Radikalmolekül abstrahiert, so bildet sich ein neues radikalisches Zentrum, von welchem die Kette ebenfalls weiter wachsen kann.

Das somit entstehende Polyethen ist zäh und dehnbar. Es hat eine Dichte um 0,9 g/cm3 und wird als PE-LD (von engl.: low density, also geringe Dichte) bezeichnet. Man findet es als Folien und Plastktüten.

Eine weitere Möglichkeit der Synthese von Polyethen wurde später von dem Wissenschaftler Karl Ziegler entdeckt. In Gegenwart eines Katalysators reagiert das Ethen mit sehr viel geringerem äußeren Druck zu einem Polyethen mit unverzweigten Ketten und höherer Dichte (ca. 0,95 g/cm3) und Kristallinität. Der Katalysator dieser Ziegler-Natta-Polymerisation ist eine Trialkylaluminium-Verbindung. Also ein Stoff, bei dem ein Aluminium-Atom mit organischen Bestandteilen verknüpft ist. Dieses Polyethen wird PE-HD (von engl.: high density, hohe Dichte) genannt. Es ist auch sehr viel stabiler und kann deshalb zu Rohren und anderen Bauteilen verarbeitet werden.

Heutzutage werden beide Sorten von PE in großer Menge hergestellt und verarbeitet.

 


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