Die Gruppe der Duroplaste (auch: Duromere) ist die zweite große Gruppe der Kunststoffe. Was ist der Unterschied zwischen Thermoplast und Duroplast? Ist ein Duroplast-Kunststoff einmal ausgehärtet, lässt er sich (anders als Thermoplaste) nicht mehr schmelzen und verformen. Diese Eigenschaft gehört bei Duroplast zur Definition. Beispiele für Duroplaste sind Melamin- und Polyesterharz.
Eigenschaften von Duroplasten
Im Vergleich zu Thermoplasten sind Duroplaste zumeist härter und spröder. Allerdings gilt auch beim Duroplast, dass Eigenschaften sich durch Additive verändern lassen und dass es große Unterschiede zwischen Duroplasten gibt.
Allen Kunststoffen der Gruppe gemeinsam ist: Ein Duroplast hat keinen Schmelzpunkt. Zu hohe Temperaturen zersetzen den Kunststoff, ohne dass es vorher zu einem Schmelzen kommt. Das bedeutet auch: Duroplast ist nicht schweißbar. Die Ursache dafür liegt in der Duroplast-Strukturformel: Die Kunststoffe bestehen aus engmaschig miteinander vernetzten Molekülketten. Anders als Elastomere dehnen sich Duroplaste nicht, wenn man an ihnen zieht. Bei einer zu großen Zugkraft zerbrechen sie. Ein Vorteil ist bei einem Duroplast die Temperaturbeständigkeit, die zumeist relativ hoch ist.
Vor- und Nachteile
Vorteile von Duroplast:
- Duroplaste lassen sich oft gut mit Werkzeugen wie Bohrern und Sägen bearbeiten
- Die Wärmebeständigkeit der Duroplaste ist hoch
- Hohe Festigkeit
- Faserimprägnierung ist gut möglich
- Sehr lösemittelbeständig
Nachteile von Duroplast:
- Geringe Formbarkeit durch Wärme
- Duroplaste brechen eher als etwa elastische Elastomere
- Bei Duroplast ist ein Recycling viel schwieriger als bei Thermoplast
Wo werden Duroplaste eingesetzt?
Früher gab es für Duroplast eine Verwendung, an die sich vielleicht vor allem Bürger der ehemaligen Deutschen Demokratischen Republik erinnern. Die Karosserie-Verkleidung des Trabants bestand aus Duroplast. Abhängig ist beim Duroplast das Einsatzgebiet von den jeweiligen Eigenschaften des Kunststoffs. Polyurethan wird als Duroplast beispielsweise für Fußböden und Möbel genutzt. Melamin- und Polyesterharze können Isoliermittel sein.
Beispiele für Produkte aus Duroplaste
Die erwähnte Karosserieaufbau des Trabants ist beim Duroplast ein Beispiel für Produkte, die aus diesen Kunststoffen hergestellt wurden. Für Duroplast findet man weitere Beispiele im Alltag: etwa bei Pfannengriffen und Hitzeschilden von Bügeleisen. Darüber hinaus produziert man aus den Duroplasten Produkte wie Bremsbeläge, Sicherheitshelme und Kabelbahnen.
Herstellung von Duroplasten
Bei der Duroplast-Fertigung muss die typische engmaschige Struktur der Duroplaste entstehen. Dafür benötigt man trifunktionelle Monomere, die sich an zumindest drei Stellen mit Nachbarmolekülen verbinden können. Als Vorprodukt der Duroplast-Herstellung entstehen Kunstharze. Sie mischt man mit Härtern und eventuell weiteren Zusatzstoffen, sodass das Duroplast entsteht.
Welche Kunststoffe gehören zu den Duroplasten?
Eigenschaften der Duroplast-Kunststoffe zeigt die folgende Tabelle.
Duroplast | Abkürzung | Rohdichte (g/cm³) | Zugfestigkeit (N/mm2) | Bruchdehnung in Prozent | max. Gebrauchstemperatur (kurzzeitig) in °C | max. Gebrauchstemperatur (dauerhaft) in °C |
---|---|---|---|---|---|---|
Melamin-Formaldehyd | MF | 1,5 bis 2 | 30 | 0,6 bis 0,09 | 120 | 80 |
Polyesterharz | UP | 1,3 bis 2,1 | 30 | 0,6 bis 1,2 | 200 | 150 |
Epoxidharz | EP | 1,2 bis 2,0 | 30 bis 40 | 4 | 180 (Sonderformen bis 250) | 130 |
Vinylesterharz | VE | 1,14 | 83 | 6 | - | 125 |
Harnstoff-Formaldehydharz | UF | 1,5 bis 2 | 30 | 0,5 bis 1 | 100 | 70 |
Phenolformaldehydharz | PF | 1,3 bis 2,1 | 25 | 0,4 bis 0,9 | 140 | 110 |
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