Duroplast
Synonym
Definition
- Bezeichnung für einen Kunststoff, der sich durch Erwärmen nicht
erweichen lässt und meist relativ hart und spröde ist.
Bemerkungen
- Bei Duroplasten ist das Aushärten mit einer Veränderung der chemischen
Struktur verbunden: Durch Polykondensationen vernetzen sich die einzelnen
Molekülketten sehr stark untereinander und ergeben eine dichte stabile aber
spröde Raumstruktur, bei der der gesamte fertige Formkörper praktisch aus
einem einzigen Molekül besteht.
- Ein solches quervernetztes Polymer kann sich nur ausbilden, wenn die
eingesetzten Monomere z.T. mindestens drei Funktionen enthalten, die zur
Polymerisation beitragen können.
- So können z.B. Glycerol und eine Dicarbonsäure zu einem
Polyester oder Glycerol und ein Diisocyanat zu einem Polyurethan
polymerisieren.
- Alternativ können z.B. ungesättigte (bifunktionelle)
Dicarbonsäuren (z.B. Malein- oder Fumarsäure) zunächst zu einem
ungesättigten, nicht quervernetzten Polyester verarbeitet werden,
das dann anschließend durch geeignete Umsetzungen der
Doppelbindungen vernetzt wird.
- Ein einmal geformter Duroplast kann nur noch mechanisch (z.B. durch
Sägen, Fräsen, Feilen) in eine andere Form gebracht werden.
- Da dies meist zu umständlich ist, polymerisiert man sie meist sofort
in der einer Form mit den später benötigten Maßen.
- Duroplaste neigen allerdings dazu beim Aushärten Blasen zu werfen, zu
schrumpfen, zu springen oder zu zerbröseln, was ihre Verarbeitung besonders
zu größeren Bauteilen teilweise schwierig macht.
- Auf zu starke mechanische Einwirkungen reagieren Duroplaste mit Rissen
oder Sprüngen.
- Da es zu keiner Erweichung beim Erwärmen kommt, kann somit auch keine
Glasübergangstemperatur angegeben werden.
- Die Angabe einer Schmelztemoeratur ist ebenfalls nicht möglich, da sie
sich bereits vorher zersetzen.
- Man gibt bei Duroplasten folglich eine Zersetzungstemperatur an.
Verwendung
- Duroplaste finden v.a. dort Einsatz, wo Kunststoffe höheren Temperaturen
ausgesetzt sind oder sein können, ohne dass sie dabei weich werden dürfen.
So verwendet man sie für elektrische Schalter und Kabelbahnen, für
Schutzhelme (z.B. bei der Feuerwehr), für Reflektoren in Scheinwerfern
sowie als elektrische und thermische Isolatoren (z.B. Kunststoffgriffe an
Töpfen, an Bügeleisen etc.).
Geschichtliches
- Die aus Kunstharzen hergestellten Duroplaste gehörten zu den ersten
industriell produzierten Kunststoffen überhaupt.
- Ursprünglich konnten sie nur in Pressformen aus ihren Vorstufen (z.B.
Phenoplaste aus Phenolharzen) hergestellt werden, weshalb man sie auch als
Pressmassen bezeichnet.
- Im Gegensatz dazu werden Thermoplasten auch als Spritzmassen
bezeichnet.
- Seit Mitte der 1960er Jahre bestehen jedoch auch Verfahren, die die
Verarbeitung von Duroplasten im Spritzgussverfahren ermöglichen.
Beispiele
Substanzen
- Epoxidharze
- Harnstoffharze
- Melamine
- Phenolharze
- Polyurethane (PU)
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