Nicht nur im Alltag unerlässlich
Kunststoffe: leicht, elastisch, robust, isolierend – wann ist der Einsatz als Baustoff sinnvoll?
- Aktualisiert: 10.08.2023
- 10:54 Uhr
Das Wichtigste in Kürze
Was ist Kunststoff?
Das sind die wichtigsten Kunststoffe im Überblick
Eigenschaften von Kunststoff als Baumaterial
Umweltfreundliche Kunststoffe durch Recycling
Wie lässt sich Kunststoff richtig bearbeiten?
Die Bezeichnung Kunststoff ist ein Oberbegriff für ein synthetisch hergestelltes Material, das mittlerweile in nahezu allen Bereichen des Lebens Einzug gehalten hat. Nicht nur Lebensmittel werden in Kunststoff verpackt, sondern es wurden sogar schon erste Häuser vollständig aus dem formbaren und preisgünstigen Material gebaut. Was Kunststoff genau ist, wie er sich verarbeiten lässt und welche Werkzeuge dafür nötig sind, lesen Sie in diesem Beitrag. Auch Styropor ist ein sehr gängiges Material, mit dem viel gearbeitet wird.
Was ist Kunststoff?
Wie sich bereits aus dem Namen ableiten lässt, ist Kunststoff ein künstlich hergestelltes Material, das so in der Natur nicht vorkommt. Chemisch gesehen, setzen sich einfache Kunststoffe lediglich aus den Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff zusammen. Sie sind hochgradig wandlungsfähig und vielseitig einsetzbar. In vielen Bereichen des Lebens – wie etwa in der Medizin – haben Kunststoffe sogar eine lebenswichtige Aufgabe. Umgangssprachlich wird Kunststoff als "Plastik" bezeichnet. Die Herstellung kann auf zwei Wegen erfolgen:
- Synthetisch Bei der synthetischen Herstellung wird Kunststoff aus Erdöl erzeugt. Da diese Ressource endlich ist, steht diese Herstellungsform nicht mehr unbegrenzt zur Verfügung.
- Halbsynthetisch
Halbsynthetisch können Kunststoffe auch durch die Modifikation natürlicher Polymere hergestellt werden. Zu den umgewandelten Naturprodukten gehören unter anderem das aus dem Saft der Gummibäume gewonnene Kautschuk oder Zellulose-Fasern.
Der mit Abstand größte Kunststoffproduzent der Welt ist China. Direkt danach kommen Europa sowie die USA, Kanada und Mexiko.
Das sind die wichtigsten Kunststoffe im Überblick
Für die Herstellung von Kunststoffen gibt es verschiedene Synthese-Verfahren. Die Art des Verfahrens entscheidet darüber, welche Eigenschaften die Kunststoffe erhalten. Werte wie die Zugfestigkeit, der Härtegrad und die Dichte können auf diese Weise bestimmt werden.
Die wichtigsten Kunststoffe im Überblick
Polyethylen (PE) ist der wandlungsfähigste aller Kunststoffe. Meistens werden Getränkekisten oder Haushaltsprodukte wie Eimer aus diesem widerstandsfähigen Kunststoff gefertigt.
Polypropylen (PP) ist sehr hart und hochgradig belastbar. Oftmals bestehen Verpackungen aus Polypropylen. Auch die Innenverkleidungen von Fahrzeugen werden daraus gemacht.
Polyvinylchlorid (PVC) gehört zu den am dritthäufigsten verwendeten Polymeren. Es wird hier zwischen hartem und weichem PVC unterschieden. Aus Hart-PVC entstehen zum Beispiel Rohre, Weich-PVC wird für Bodenbeläge genutzt.
Polystrol (PS) ist auch als Styropor bekannt. Aus PS werden unter anderem Verpackungen hergestellt oder Ummantelungen von Kabeln. PS lässt sich expandieren und als Schaumstoff nutzen.
Bei Polyurethan (PUR) handelt es sich um einen sehr elastischen Kunststoff, der sich unter bestimmten Voraussetzungen beliebig verändern lässt. Aus PUR entstehen Matratzen, Lacke und sogar Skier.
Polyethylenterephthalat (PET) hat vor allem durch die Flaschenform Bekanntheit bekommen. Es wird aber auch für die Herstellung von Folien oder Textilfasern verwendet.
Die Einteilung von Kunststoffen in Elastomere, Thermoplaste und Duroplaste
Kunststoffe lassen sich in ihre technischen Eigenschaften wie ihre Formbarkeit und ihre Härte unterteilen. Je nachdem, wie sie hergestellt werden und welche Additive im Herstellungsprozess dazukommen, lassen sich Kunststoffe in drei Gruppen unterteilen.
Thermoplaste
Diese Kunststoffe können in einem bestimmten Temperaturbereich sehr gut geformt werden. Das macht sie perfekt für die industrielle Verarbeitung. Der Vorgang der Erhitzung und Abkühlung kann beliebig oft wiederholt werden. Ab einem gewissen Temperaturpunkt beginnt aber eine chemische Zersetzung des Materials. Ein besonderes Merkmal dieses Kunststoffes: Er lässt sich schweißen. Thermoplastische Kunststoffe kommen daher in 3D-Druckern zum Einsatz.
Duroplaste
Dabei handelt es sich um Kunststoffe, die sich – einmal ausgehärtet – nicht mehr verformen lassen. Übrigens wurden in die DDR-Kultfahrzeuge der Marke Trabant, aus Duroplast hergestellt, was ein Zeichen für die Langlebigkeit des Materials ist.
Elastomere
Diese Kunststoffe sind sehr formfest, dafür aber auch elastisch und gut verformbar. Bei einer Zug- oder einer Druckbelastung kann das Material seine Form ändern, kommt im Anschluss aber wieder in seine ursprüngliche Form zurück. Aus Elastomeren werden Reifen, Gummibänder oder Dichtungen hergestellt.
Eigenschaften von Kunststoff als Baumaterial
In der Baubranche wird viel mit Baustoffen und Materialien experimentiert. Schon seit vielen Jahren werden Kunststoffe hier beispielsweise für Dachrinnen oder Rohrleitungen eingesetzt. Ganze Entwässerungssysteme sind schon aus Kunststoffen angelegt worden. Die meisten Kunststoffe haben eine sehr geringe Dichte, was sie besonders leicht macht.
Darüber hinaus haben Kunststoffe allgemein eine sehr geringe thermische und elektrische Leitfähigkeit. Besonders vorteilhaft für Bau- und DIY-Projekte ist die Beständigkeit des Materials. Kunststoffe sind langlebig, witterungsbeständig und fest gegenüber Säuren. Daher bestehen auch viele Spielzeuge und Haushaltsgeräte aus Kunststoff. Durch die leichte Formbarkeit vieler Kunststoffe ergeben sich zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten.
Umweltfreundliche Kunststoffe durch Recycling
Kunststoffe standen viele Jahre in der Kritik, weil sie von der Umwelt kaum abgebaut werden können. Mittlerweile hat die Industrie aber einen Weg gefunden, Kunststoffe zu recyclen und sie dadurch als Material wiederzuverwenden. Kunststoffe werden heute nicht als Müll, sondern als wertvoller Sekundärrohstoff angesehen. Sie werden sowohl chemisch als auch rohstofflich und auch energetisch verwertet. Sie werden in Produkte wie Öl oder Flüssiggas verwandelt. Außerdem können Kunststoffe in Verbrennungsanlagen gegeben werden, um dort Energie zu gewinnen. Viele Kunststoffe bestehen heute schon aus Recyclingmaterial.
Wie lässt sich Kunststoff richtig bearbeiten?
Auch wenn viele Heimwerker Berührungsängste im Umgang mit Kunststoffen haben: Mit der richtigen Technik und einem geeigneten Werkzeug können Sie Kunststoff ebenso einfach bearbeiten wie Holz. In der Regel werden im Heimwerker-Bereich Kunststoffplatten bearbeitet. Das gelingt schon mit den handelsüblichen Werkzeugen, die fast jeder Heimwerker besitzt.
Kunststoff sägen: So geht es!
Kleinere Sägearbeiten lassen sich ganz einfach mit einer Handsäge wie einem Fuchsschwanz oder einer Japansäge erledigen. Bei spezielleren Aufgaben ist die Nutzung einer Kapp- und einer Gehrungssäge sinnvoll. Sehr dünne Kunststoffplatten bis 5mm können sogar mit einem Cutter bearbeitet werden. Dabei reicht es aus, die Platten anzuschneiden und sie dann einfach auseinanderzubrechen.
Bei sehr dicken und festen Kunststoffplatten können Sie eine Stichsäge verwenden. Allerdings ist bei dieser Bearbeitung das Risiko des Ausfransens sehr hoch. Diese Art der Kunststoffbearbeitung ist daher nur sehr bedingt empfehlenswert. Eine bessere Lösung ist die Bearbeitung von Kunststoffen mit einer Kreissäge. Diese sollte auf die höchste Stufe gestellt werden – so gelingen saubere und glatte Schnittkanten. Auf diese Weise können in kurzer Zeit auch sehr große Mengen an Kunststoffplatten geschnitten werden.
Wichtig: Die Wahl der Zahnung
Um Kunststoff zu bearbeiten, sollten Sie generell eine feinere Zahnung wählen. Dadurch wird ein Ausreißen des Kunststoffes verhindert und es entsteht eine saubere Schnittkante.
Löcher in Kunststoff bohren: So geht es!
Bei Kunststoffen hängt es von der jeweiligen Art des Kunststoffes ab, welche Technik hier zum Einsatz kommt. Wichtig ist in jedem Fall, dass der Bohrer eine hohe Schneidleistung hat. Einfache HSS-Bohrer sind schon für die meisten Kunststoffe geeignet.
Bohren in weiche Kunststoffe
Wenn Sie ein Loch in sehr weiche und biegsame Kunststoffe bohren wollen, sollten Sie sehr langsam vorgehen. Es besteht die Gefahr, dass das Material überhitzt oder reißt. Während des Bohrens sollten Sie den Bohrer immer wieder herausziehen und die Späne sorgfältig entfernen. Das regelmäßige Absetzen des Bohrers ist auch deshalb wichtig, damit das Material abkühlen kann und sich keine Kunststoffschmelze um den Bohrer legt.
Bohrer zwischendurch immer kühlen
Beim Bohren entstehen schnell sehr hohe Temperaturen, die das Reißen des Materials begünstigen. Wenn Sie mehrere Werkstücke bearbeiten wollen, sollten Sie den Bohrer zwischendurch immer wieder abkühlen lassen.
Bohren in härtere Kunststoffe
Für das Bohren in harte Kunststoffe gibt es einen kleinen Trick. Sie stellen dazu den Bohrer auf Linksdrehung und lassen den Bohrkopf ohne großen Druck durch das Material schmelzen.
Achtung
Diese DIY-Hacks funktionieren nicht immer. Je spröder das Material ist, desto höher ist die Reißgefahr.
Moment mal: Woher wissen wir, dass Plastik erst in hunderten Jahren abgebaut wird?
Kunststoffe und Plastik belasten in hohem Maße die Umwelt. Daher ist ein verantwortungsvoller Umgang mit diesem Stoff und das vollständige Recycling wichtig. Wo möglich, kann Kunststoff natürlich auch durch ein Naturprodukt ersetzt werden.