Polypropylen (PP)

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

**Polyethylen (PE)** ist der weltweit am häufigsten produzierte Thermoplast, hergestellt durch Polymerisation von Ethylen. Teilkristallin, chemisch inert und günstig, wird es per Spritzguss, Extrusion, Blasformen und Rotationsformen verarbeitet. Die PE-Familie umfasst mehrere Typen mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften. ## Hauptfamilien - **HDPE (hohe Dichte)**: 0,94 – 0,97 g/cm³, steif, opak; Verschlüsse, Fässer, Rohre - **LDPE (niedrige Dichte)**: 0,91 – 0,94 g/cm³, flexibel, transluzent; Folien, weiche Verpackungen - **LLDPE (linear niedrige Dichte)**: hohe Weiterreißfestigkeit; Stretchfolie - **UHMWPE (ultrahohe Molmasse)**: bis 6 Mio. g/mol; Zahnräder, Prothesen, Panzerung - **PEX (vernetzt)**: PEX-A; Warmwasserrohre ## Schlüsseleigenschaften - Hervorragende Chemikalienbeständigkeit (Säuren, Basen, Salze, Wasser) - Lebensmittelkontakt zugelassen (FDA, EU 10/2011) - Gebrauchstemperatur: -50 bis 80 °C (HDPE), -70 bis 60 °C (LDPE) - Hohe Permeabilität für Sauerstoff und Aromen (keine Barriere) - Nicht hygroskopisch (keine Trocknung nötig) ## HDPE-Verarbeitungsparameter - Massetemperatur: 200 – 280 °C - Werkzeugtemperatur: 20 – 60 °C - Schwund: 1,5 – 3,0 % (hoch) - Geschwindigkeit: moderat; sehr fließfähige Schmelze neigt zu Grat - Keine Vortrocknung ## Häufige Defekte Deutlicher Verzug durch richtungsabhängige Schwindung, sichtbare Bindenähte (PE schweißt sich an der Fließfront schlecht selbst), wachsiger Geruch beim Verarbeiten und Degradation oberhalb 300 °C unter Rauchentwicklung.

**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

**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.