10. Polymerwerkstoffe

Polymere Werkstoffe sind leicht und weisen eine niedrige elektrische Leitfähigkeit und sehr gute Korrosionsbeständigkeit auf. Sie lassen sich bei niedrigen Temperaturen verarbeiten. Außerdem sind sie flexibel (Gummi) und weisen relativ hohe Atomabstände auf, weshalb sie auch als Membranen Anwendung finden. Man braucht einige Grundkenntnisse aus der organischen Chemie, um polymere Werkstoffe verstehen zu können. Grundbausteine von Polymeren sind Makromoleküle, in denen sich viele Monomere zu einer Kette aus vielen hundert Monomeren verbinden. Eine wichtige Rolle beim Aufbau einer Kette spielt die sp\(^{3}\)-Hybridisierung der Kohlenstoffatome. Die Kohlenstoff-Ketten können unvernetzt (Thermoplaste), leicht vernetzt (Elastomere) und stark vernetzt sein (Duromere). Sie können ungeordnete Knäuel oder ausgerichtete kristallähnliche Strukturen bilden. An den Ketten können in unregelmäßigen oder regelmäßigen Abständen Reste hängen. In diesem Kapitel beschäftigen wir uns zunächst mit den Grundlagen der polymeren Werkstoffe. Wir lernen dann den atomaren Aufbau einiger wichtiger Vertreter kennen. Wir diskutieren Morphologien von polymeren Werkstoffen und besprechen die wesentlichen Eigenschaften von Thermoplasten, Duromeren und Elastomeren. Abschließend gehen wir auf die Eigenschaften von besonderen Kunststoffen ein (Schäume, Hochtemperaturkunststoffe und natürlich abbaubare Polymere) und beschäftigen uns mit nahen Verwandten der polymeren Werkstoffen, den Schmierstoffen.