Was sind thermoplastische Kunststoffe?

Ein Thermoplast ist ein Kunststoff, der in einem bestimmten Temperaturbereich verformbar ist. Wie funktioniert das? Ein Joghurtbecher beispielsweise ist ein Thermoplast. Bei Raumtemperatur befindet sich der Becher im thermoelastischen Bereich. Er ist fest, aber elastisch. Der Becher lässt sich verbiegen, kehrt jedoch in seine alte Form zurück.

 

 

Wird der Becher erhitzt, gelangt man in den thermoplastischen Bereich (plastisch heißt formbar). Der Joghurtbecher, allgemein der Kunststoff, kann verformt werden. Im Gegensatz zum thermoelastischen Bereich kehrt er hier nicht mehr in seine Ursprungsform zurück. Warum ist das so? Ein Thermoplast besteht aus vielen, nebeneinander verlaufenden Ketten. Diese Ketten aus vielen einzelnen Teilchen sind untereinander nicht vernetzt. Die Ketten sind für die thermoplastische Eigenschaft verantwortlich. Je höher die Temperatur, desto besser lassen sich die einzelnen Ketten gegeneinander verschieben, der Stoff ist elastisch und verformbar.

Thermoplasten haben verschiedene Zonen. In kristallinen Zonen liegen die Ketten geordnet nebeneinander. In amorphen Abschnitten liegen die einzelnen Ketten verknäult vor. Je mehr kristalline Bereiche der Thermoplast hat, desto härter und spröder ist er.

Wichtige thermoplastische Kunststoffarten sind

Polyethylen (PE) beispielsweise für Kunststoffflaschen

Polystyrol (PS) beispielsweise für Einweggeschirr

Polyvinylchlorid (PVC) beispielsweise für Kabelisolierungen

Polycarbonat (PC) für Brillengläser

 

Die Verfahrensweise

 

Mit thermoplastischen Kunststoffen lassen sich auch große Komponenten herstellen. Die Firma https://www.hsv-tmp.de/ in den Niederlanden produziert solche Formteile, Thermoplastic Moulded Parts – daher das TMP im Namen. Sie produzieren für die Solar- oder die Autoindustrie, für medizinisches und elektronisches Gerät. Wie wird thermoplastischer Kunststoff geformt?

Mithilfe einer speziellen Maschine, eines sogenannten Extruders, entsteht aus festem Kunststoffgranulat eine formbare Schmelze. Das Granulat aus kleinen Kunststoffkügelchen wird in einen Trichter gefüllt und gelangt in einen Zylinder. Hier befördert eine Hubkolbenschnecke – geformt wie eine lange Schraube – das Material durch den Zylinder. Während der Kunststoff vorwärtsbewegt wird, schert er gegen die Wand. Diese Reibung erzeugt Hitze, das geschmolzene Granulat wärmt gleichmäßig durch. Zusätzlich sind Heizbänder um den Zylinder gewickelt. Die drehende Schneckenbewegung erzeugt eine homogene Mischung. Der geschmolzene Kunststoff hat überall die gleiche Temperatur. Das ist entscheidend für die Qualität, denn Kunststoff leitet Wärme schlecht. Ist die Temperatur im Zylinder ungleichmäßig, dann schmilzt der Kunststoff in der Mitte nicht. Oder die äußeren Bereiche sind zu heiß und der Kunststoff zersetzt sich.

Am Ende des Zylinders spritzt die Schnecke den geschmolzenen Kunststoff direkt in den leeren Teil der Form, in das sogenannte Hohlraumbild. So erhält die weiche Masse ihre Kontur. Die Form kühlt sofort ab und das fertige Kunststoffteil fällt heraus. Die Form schließt sich und der Prozess wiederholt sich.

 

Fazit

 

Die thermoplastischen Kunststoffe haben mehrere große Vorteile. Bei der Herstellung hat der Kunde fast unbegrenzte Flexibilität, seine Projekte zu verwirklichen. Alle modernen Hersteller arbeiten mit CAD-Technologie und können jedes gewünschte Teil darstellen. Zahllose verschiedene Komponenten lassen sich herstellen und zusammenfügen. Ein weiterer großer Vorteil ist die Nachhaltigkeit. Alter Kunststoff wird zu Granulat verarbeitet und so zu hundert Prozent wiederverwertet. Wird die benötigte Energie aus erneuerbaren Quellen gewonnen, wie bei der Firma HSV-TP, so lässt sich mit Fug und Recht von einer nachhaltigen Produktion sprechen.