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Bunte Schwämme in einer Reihe aufgestellt.
10.01.2023

Polymere

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Sie stecken in den Verpackungen unserer Lebensmittel und in der Verkleidung von Fahrzeugen. Im alltäglichen Gebrauch kennen wir sie meist als Kunststoffe. Doch Polymere sind noch so viel mehr.

Jeden Tag sind wir umgeben von Polymeren. Sei es die Trinkflasche aus Kunststoff oder der PVC-Fußboden, auf dem wir uns bewegen. Dabei treten sie in ganz unterschiedlichen Formen, Farben und Konsistenzen auf. So sind sie als Haushaltsschwamm weich und formbar, als Bestandteil eines Fensters dagegen hart und stabil. Sogar in einem Flugzeug sind Kunststoffe aus Polymeren verbaut und halten schwerster Last stand. Und genau darin scheint die Faszination des Alleskönners zu liegen: Er ist vielseitig einsetzbar. 

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Polymere

Polymere kommen auch in der Natur und sogar im Menschen vor: als Enzyme, Haare oder Seide. Selbst unsere Erbsubstanz, die komplexe Desoxyribonukleinsäure, ist ein Polymer. Die ersten vom Menschen hergestellten Fasern und Kunststoffe bestehen daher aus natürlichen Polymeren. Einige davon finden bis heute Verwendung: Naturkautschuk ist ein Biopolymer und dient unter anderem als Rohstoff für die Reifenproduktion.

Das steckt bereits im Namen des Werkstoffs. Die Wortteile „Poly“ und „Meros“ kommen aus dem Altgriechischen und sind mit „viel“ und „Teil“ zu übersetzen. Die vielen Teile sind sogenannte Monomere: Moleküle, die miteinander reagieren und sich zu langen kettenförmigen Makromolekülen verzweigen. Je nachdem, welche Monomere aufeinandertreffen, entstehen unterschiedliche Arten von Polymeren. So bilden die Kettenmoleküle der sogenannten Duromere ein engmaschiges Netz und sind im Ergebnis hart und stabil. Bei den Elastomeren, dessen bekanntester Vertreter das Gummi ist, gestalten sich die Verzweigungen dagegen weitmaschiger und ergeben so die für sie typische elastische Eigenschaft. Die dritte Familie der Polymere, die Thermoplaste, weisen wiederum Molekülketten auf, die losen Fäden gleichen. Bei niedrigen Temperaturen sind sie fest, schmelzen aber beim Erhitzen und lassen sich dann je nach Bedarf verformen. Duromere und Elastomere können dagegen nicht schmelzen und sind somit hitzebeständig. In der weiteren Verarbeitung können Zusatzstoffe noch mehr Eigenschaften hervorbringen, und so entstehen komplexe Kunststoffe, Kunstfasern und sogar Farbe oder Kleber. In manchen Fällen fungieren Polymere auch selbst als Hilfsmittel: In der Kosmetik gilt das Polymer Hyaluronsäure etwa als bewährtes Mittel gegen Falten. 

Im Vergleich mit anderen Rohstoffen wie Eisen, Metall oder Holz sind Polymere zwar meist weniger stabil, dafür aber leichter. Als Bauteil eines Fahrzeugs sparen sie so Gewicht und tragen zu einem niedrigen Spritverbrauch bei. Gerade bei der Entwicklung von Elektro- und Hybridantrieben machen es leichte Kunststoffe erst möglich, neuen Anforderungen gerecht zu werden. Und auch in der Herstellung benötigen Polymere vergleichsweise wenig Energie. Was in Zeiten des Klimawandels jedoch ernst zu nehmen ist: Polymere lassen sich nur bedingt recyceln und entsorgen. Lösungen könnten biologische Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sein: etwa Kunststoffe aus Mais oder Textilien aus Spinnenseide. Oft steht bio-basierten Werkstoffen allerdings ein höherer Kostenaufwand in der Herstellung und damit auch ein höherer Preis für den Endverbraucher entgegen. Daneben spricht die Langlebigkeit von synthetischen Kunststoffen für deren ökologischen Handabdruck. Denn, ob es nun nachhaltiger ist, auf ein biologisch abbaubares Produkt zu setzen, das weniger lange hält, oder doch auf ein synthetisches, das besonders lange währt, gilt es abzuwägen. 


Dieser Beitrag stammt aus unserem Unternehmensmagazin „ESSENTIAL“, in dem wir kontinuierlich über Trends und Schwerpunktthemen aus unseren Zielindustrien und –märkten berichten. Weitere Beiträge des Magazins finden Sie hier.

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