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Kohlenwasserstoffe - 3. Kunststoffe in der Technik
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Inhalt Ausgehend von den verschiedenen Verwendungsmöglichkeiten der Kunststoffe im Sport- und Freizeitbereich sowie in der Bekleidungs- und Automobilindustrie geht die Sendung unter anderem auf die verschiedenen Kunststoffarten, deren Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten sowie deren Beseitigung ein. Der Beitrag gliedert sich in 5 Sequenzen: (1) Einteilung der Kunststoffe Kunststoffe lassen sich in Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere einteilen. Thermoplaste verformen sich bei Erwärmung und behalten diese Form nach dem Abkühlen auch bei. Dies ist eine Folge der Struktur dieser Makromoleküle , die nicht miteinander vernetzt sind und sich daher gegeneinander verschieben lassen. Die Moleküle der Duroplaste sind räumlich stark miteinander vernetzt. Sie können sich beim Erwärmen nicht gegeneinander verschieben. Ein daraus hergestellter Gegenstand ist wärmebeständig , schmilzt nicht, er zersetzt sich bei Temperaturen ab 200 0 C. Die Elastomere können sich durch Krafteinwirkung verformen, nehmen aber nach der Krafteinwirkung ihre ursprüngliche Form wieder ein. Die Makromoleküle eines Elastomers sind linear oder verzweigt und weitmaschig miteinander vernetzt, weshalb sie plastisch formbar sind. (2) Verarbeitung Die ersten in der Industrie verwendeten Kunststoffe waren das Celluloid und das Bakelit (1907). Zu den wichtigsten Methoden der Verarbeitung von Kunststoffen zählt das Spritzgussverfahren , bei dem mithilfe eines Extruders das entsprechenden Rohmaterial verarbeitet wird. Durch Extrudieren entsteht etwa die Hälfte aller Kunststoffprodukte. Daneben lassen sich Kunststoffe auch noch durch das Kalandrieren , das Pressen, Tiefziehen sowie das Faserspinnen in eine gewünschte Form bringen. Auch das Thermoformen, bei dem beispielsweise aus Polyethen Gebrauchsflaschen hergestellt werden, ist in der Technik von großer Bedeutung. (3) Verwendung Durch ihr geringes Gewicht eignen sich Kunststoffe für Verpackungen, als Ersatz für Glasflaschen oder schwere Metallteile in Kraftfahrzeugen. So bestehen heute etwa ein Vierteln aller Bauteile eines Mittelklassewagens aus Kunststoff. Als schlechte Wärmeleiter fertigt man aus ihnen zum Beispiel Griffe für Haushaltsgeräte und als Nichtleiter von Strom kommen sie unter anderem als isolierende Kabelummantelungen in der Elektroindustrie zum Einsatz. Kunststoffe spielen auch als Dämmmaterial vor allem am Bau eine wichtige Rolle. Wegen ihrer Beständigkeit gegen Säuren und Laugen dienen sie zudem als Aufbewahrungsgefäße für aggressive Flüssigkeiten. Schließlich hat sich auch die Medizin besonders der bioverträglichen Kunststoffe etwa bei den künstlichen Hüftgelenken , dem Ersatz von Bandscheiben ( Video 1 (Video offline, Hilfe zum Real-Player) ) sowie bei den Kontaktlinsen bemächtigt. Selbst in der Kommunikationstechnik spielen die Kunststoffe als Datenspeicher eine immer größere Rolle. Dazu macht man sie elektrisch leitfähig. (4) Wiederverwertung Die etwa 15 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle , die jährlich in Deutschland ständig anfallen, werden teilweise eingeschmolzen und dann im werkstofflichen (Video offline, Hilfe zum Real-Player) Recycling erneut zum Beispiel zu einfachen Behältern wieder verarbeitet. Aus dem aus unsortierten Kunststoffen gewonnenen sogenannten Agglomerat können nicht nur Gebrauchsartikel hergestellt werden, ein Teil kommt auch die Raffinerien. Dort lässt sich das Agglomerat auf chemischem Wege auch hydrieren. Dabei spaltet man es bei hohem Druck und mit Wasserstoff in Syntheseöl, das solche Kettenkohlenwasserstoffe enthält, die auch im Erdöl vorkommen. Teilweise verwendet man das Agglomerat auch zur Herstellung von Methanol oder setzt es bei der Eisenherstellung im Hochofen zum Sauerstoffentzug ein. (5) Energie aus Kunststoffen. Nicht alle Kunststoffe lassen sich mit vertretbarem Aufwand recyceln. Manche können nur noch verbrannt werden. Durch das Verbrennen wird allerdings der natürliche Energiekreislauf durchbrochen, denn die den Kunststoffen zugrunde liegenden Rohstoffe werden nicht wiedergewonnen, sondern gelangen ungenutzt als Wasser und Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) in die Atmosphäre . In der Technik sucht man deshalb vermehrt nach einem Kunststoffersatz vor allem unter den nachwachsenden Rohstoffen. So fertigt man schon heute Tragetaschen aus Kartoffelstärke. Gesamte Folge als ZIP-Datei. Mit -d entpacken (/folge.htm/...)! Gemeinsame Bilder als ZIP-Datei. Mit -d entpacken (/img/...)! |
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