Polyethylen (PE)

Synthetisches Material, das aus organischen Substanzen wie Erdöl gewonnen wird und die Fähigkeit besitzt, geformt und an verschiedene Formen und Verwendungen angepasst zu werden.

**Polymer** ist ein Makromolekül, gebildet durch die wiederholte kovalente Verknüpfung vieler kleiner Einheiten, der **Monomere**. Es ist die molekulare Grundlage aller Kunststoffe, Kautschuke, Fasern und vieler biologischer Materialien (Proteine, Zellulose, DNA). ## Klassifizierung nach Herkunft - **Natürlich**: Zellulose, Stärke, Proteine, Naturkautschuk, Lignin - **Synthetisch**: PE, PP, PVC, PS, PET, PA, PC, ABS… (Großteil des Marktes) - **Halbsynthetisch**: Rayon, Zelluloseacetat, modifizierte Naturkautschuk-Derivate ## Klassifizierung nach Architektur - **Linear**: gerade Ketten (HDPE, PA 66, PS) - **Verzweigt**: Ketten mit Verzweigungen (LDPE, ABS) - **Vernetzt (Crosslinked)**: PE-X, vulkanisierter Kautschuk, Duroplaste - **Dendritisch**: baumartige Strukturen (Spezialität) ## Klassifizierung nach Wärmeverhalten - **Thermoplaste**: schmelzen und werden reversibel umgeformt (PP, PE, PA, PC) - **Duroplaste**: chemisch ausgehärtet, kein erneutes Schmelzen (Epoxid, Phenol) - **Elastomere**: flexibel, kehren nach Verformung zurück (Kautschuk, TPE) ## Klassifizierung nach Zusammensetzung - **Homopolymere**: ein einziges Monomer (PE, PP-H) - **Copolymere**: zwei oder mehr Monomere (ABS = Acrylnitril + Butadien + Styrol) - **Blends**: zwei physisch gemischte Polymere (PC/ABS, PA/PPS) ## Strukturabhängige Schlüsseleigenschaften - **Molmasse**: Steifigkeit und Verarbeitbarkeit - **Molmassenverteilung**: Prozessfenster und Zähigkeit - **Kristallinität**: Steifigkeit, Opazität, Schwindung - **Polarität der Kette**: Chemikalienbeständigkeit, Haftung, Transparenz

**Polypropylen (PP)** ist ein teilkristalliner Thermoplast, gewonnen durch Polymerisation von Propylen. Es ist einer der weltweit am häufigsten verwendeten Standardkunststoffe: Verpackungen, Verschlüsse, Automobilteile, Teppichgarne, medizinische Vliesstoffe und Gartenmöbel. Sein Verhältnis von Eigenschaften zu Preis macht es dominant im Spritzguss. ## Schlüsseleigenschaften - Dichte: 0,89 – 0,92 g/cm³ (niedrigste unter den Standardkunststoffen) - Schmelztemperatur: 160 – 175 °C - Dauergebrauchstemperatur: bis 100 °C - Hervorragende Chemikalienbeständigkeit (Säuren, Laugen, polare Lösemittel) - Hohe Biegewechselbeständigkeit (für Filmscharniere / living hinges) ## Handelstypen - Homopolymer (PP-H): steif, transparent, ideal für Verpackungen - Random-Copolymer (PP-R): bessere Transparenz und Tieftemperatur-Schlagzähigkeit - Block-Copolymer (PP-B / Schlagzäh): hohe Zähigkeit für Automotive - Gefüllt mit Talkum, Glasfaser oder Glaskugeln für technische Teile ## Verarbeitungsparameter - Massetemperatur: 200 – 280 °C - Werkzeugtemperatur: 20 – 80 °C - Verarbeitungsschwund: 1,2 – 2,5 % (hoch, im CAD kompensieren) - Moderate Einspritzgeschwindigkeit zur Vermeidung von Fließmarken - Keine Vortrocknung nötig (nicht hygroskopisch) ## Häufige Defekte Verzug durch richtungsabhängige Schwindung, Fließmarken bei Sichtteilen, sichtbare Bindenähte, Verunreinigung mit PE (Delamination) und Degradation bei nicht stabilisiertem Rezyklat.

**Thermoplast** ist ein Polymer, das beim Erhitzen über seine Schmelz- oder Glasübergangstemperatur erweicht und wieder schmilzt und beim Abkühlen wieder erstarrt — ohne dauerhafte chemische Reaktion. Diese Reversibilität ermöglicht Spritzguss, Extrusion und mechanisches Recycling der meisten Kunststoffe. ## Thermoplast vs. Duroplast - **Thermoplast**: lineare oder verzweigte Ketten ohne chemische Vernetzungen. Schmilzt und lässt sich umformen (PP, PE, ABS, PC, PA, PET, POM). - **Duroplast** (Thermoset): vernetzt chemisch beim Aushärten (Phenol-, Epoxid-, Melaminharze). Nicht wieder schmelzbar; erneutes Erhitzen führt nur zur Zersetzung. ## Klassifizierung der Thermoplaste - **Massenkunststoffe**: PP, PE-HD/LD, PS, PVC, PET → hohes Volumen, niedrige Kosten - **Technische Kunststoffe**: ABS, PA (Nylon), PC, POM, PMMA, PBT → bessere Mechanik - **Hochleistung**: PEEK, PPS, PSU, PEI, LCP → hohe Dauergebrauchstemperatur, teuer - Nach Struktur: amorph (PC, PS, ABS) vs. teilkristallin (PP, PE, PA, POM) ## Verarbeitbarkeit Nahezu jeder Thermoplast lässt sich spritzgießen, extrudieren, thermoformen, blasformen und rotationsformen. Teilkristalline Typen erfordern präzise Werkzeugtemperaturen zur Kristallinitätskontrolle; amorphe vertragen breitere Fenster. ## Recyclingfähigkeit und Wiederverwendung Die thermische Reversibilität erlaubt das Mahlen und Wiederverarbeiten von Scrap (Regrind) bis zu 20 – 30 % mit Neuware ohne deutlichen Eigenschaftsverlust — abhängig vom Polymer. Additive, Fremdharz-Kontamination und akkumulierte thermische Schädigung begrenzen die Zahl der Zyklen.