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Duroplaste

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Ein Fön

Duroplaste, manchmal auch Duromere genannt, sind engmaschig vernetzte hochpolymere Kunststoffe[1], die dauerhaft formbeständig sind. Durch Erwärmen können Duroplaste also nicht verformt werden (siehe dagegen Thermoplaste), was sowohl Vorteile wie auch Nachteile mit sich bringt.

Vor- und Nachteile, Anwendungen

Vorteile

Da Duroplaste sich in der Wärme nicht verformen, sind sie recht temperaturbeständig. Daher eignen sie sich gut als Topf- und Pfannengriffe, als Bremsbeläge für Autos, als Steckdosen, als Gehäuse für elektrische Geräte und so weiter.

Aufgrund ihrer molekularen Struktur sind Duroplaste sehr hart und können sogar mit Werkzeugen bearbeitet werden. Man kann zum Beispiel Löcher in einen solchen Kunststoff bohren oder ihn schleifen oder sägen.

Nachteile

Da Duroplaste sich in der Wärme nicht verformen, müssen sie bereits bei der Herstellung ihre endgültige Form erhalten, ein späteres Verformen durch Erwärmen ist nicht mehr möglich.

Ein Nachteil der Härte und Sprödigkeit von Duroplasten ist die Tatsache, dass sie leicht zerbrechen können.

Beispiele für Duroplaste

"Duropaste" ist eine "Sammelbezeichnung für alle aus härtbaren Harzen hergestellten Kunststoffe"[1]. Zu den Duroplasten gehören Kunststoffe wie Polyester, Epoxidharze, Formaldehydharze und Polyurethane. Gießharz, aus dem man die durchsichtigen Plastikblöcke herstellt, in dem sich dann Gegenstände wie Muscheln, Seepferdchen etc. befinden, ist ebenfalls ein Duroplast.

Auch im Bereich Autozubehör werden Duroplaste verwendet. Beispielhaft für ein Produkt aus Duroplast ist der Dachträger – genauer gesagt bestehen diese Träger sogar aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK). GFK ist auch unter den Namen Fiberglas bekannt und besteht aus einem Duroplast-Kunststoff und Epoxidharz, Polyesterharz oder Polyamid.

Struktur von Duroplasten

Duroplaste stellen engmaschige dreidimensionale Netzwerke von Molekülen dar. Die Monomere der Duroplaste sind trifunktionell, haben also drei funktionelle Gruppen, so das stabile Quervernetzungen über kovalente Bindungen möglich werden.

Duroplaste bestehen aus engmaschig vernetzten Polymeren. Vernetzungen sind in der Abbildung als rote Punkte dargestellt.
Bild aus der deutschen Wikipedia. Autor: Roland.chem.
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Eine Folge dieser engmaschigen Vernetzung ist, dass die Moleküle beim Erwärmen nicht mehr aneinander vorbeigleiten können, so wie das bei den Thermoplasten der Fall ist. Erhitzt man einen Duroplast zu stark, brechen die Moleküle auseinander, und der Kunststoff zersetzt sich.

Herstellung von Duroplasten

Die meisten Duroplaste werden durch Polykondensation hergestellt, einige aber auch durch Polyaddition. Oft werden zunächst lineare Kettenmoleküle synthetisiert, die dann mit Hilfe bestimmter Zusätze noch dreidimensional vernetzt werden. Manche trifunktionellen Monomere bilden aber auch sofort ein dreidimensionales Netzwerk.

Geschichte der Duroplaste

Duroplaste gehören zu den ältesten Kunststoffen überhaupt. Bereits 1905 hat Leo Hendrik Baekeland einen Phenoplasten hergestellt und 1909 unter dem Namen Bakelit vermarktet. Die Gehäuse alter Telefone und Radios bestanden zum Beispiel aus diesem Duroplasten.

Quellen:

  1. Römpp Chemie-Lexikon, Band 2, 9. Auflage 1990, Artikel "Duroplaste"
  2. Wikipedia, Artikel "Duroplaste"

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