Geschichte der Kunststoffe

Die Vorläufer der heutigen Kunststoffe waren Naturstoffe, die durch den Einsatz von Chemikalien oder UV-Licht die gewünschten funktionellen Eigenschaften erhalten haben. So wird bereits im Mittelalter Magerkäse mittels Erhitzung und Reduktion zu einer festen Masse – Kunsthorn, welches für Geschirr und Schmuck eingesetzt wird. Später werden Naturstoffe in halbsynthetische Werkstoffe umgewandelt: Cellulose in Celluloid, Milcheiweiss oder Kasein in Kunststein. Der Milchsaft der Kautschukbäume wird zu einem hochelastischen Gummi verarbeitet, der übrigens noch heute eingesetzt wird.

Auch der Ersatz des teuren Elfenbeins war ein Antrieb für die Entwicklung neuer Kunststoffe. Die Brüder Hyatt aus New York entwickelten aus Kampfer und Cellulose ein Material, dass als Cellulosenitrat oder Celluloid bezeichnet wird und die zu Billardkugeln geformt wurde.

Der erste vollkommen synthetische, künstlich hergestellte Werkstoff, ein harter, dunkler Kunststoff, wurde 1907 von dem in Belgien geborenen Chemiker Leo Baekeland erfunden, der dieses flüssige Harz Bakelit nannte. Bakelit als erstes duroplastisches Material behielt im Gegensatz zu den vorher bekannten, auf Celluloid basierenden Werkstoffen, einmal ausgehärtet unter allen Umständen seinen Zustand bei und konnte zu beinahe allen Materialien hinzugefügt werden. Es war chemisch stabil, hitzebeständig, bruchfest und nicht leitend, außerdem zeigte es keine Veränderung durch Einwirkung von Sonne, Feuchtigkeit oder Salz. Aus diesen Gründen wurden viele alltägliche Produkte wie Fotoapparate, Aschenbecher und Armaturenbretter für Autos, aber auch Waffen, die im zweiten Weltkrieg verwendet wurden, aus Bakelit gefertigt.

Die Industrielle Revolution erhöht den Bedarf nach Kunststoffen enorm, entsprechend wird geforscht und erfunden:

1839: Goodyear entdeckt die Vereinigung von Kautschuk mit Schwefel

1846: Schönbein erfindet die Schießbaumwolle, indem er Cellulose nitriert

1869: Hyatt produziert erstmals Celluloid Gebrauchsartikel

1872: Baeyer gewinnt im Labor Phenolharzkondensat

1885: Spitteler / Krischa entdecken halbsynthetischen Kunststoff

1887: Goodwin fertigt Filmbänder aus Celluloid

1892: Fremery und Urban gewinnen Kupferseidefäden

1904: Deutschland beginnt die Produktion von Kunsthorn

1909: Baekeland produziert Phenol- Formaldehyd- Harze

1912: Klatte entwickelt Verfahren zur Herstellung von PVC

1922: Staudinger begann mit der Einführung des Makromolekülbegriffes

1927: Staudinger gewinnt aus Polymeren Fasern

1928: Röhm entwickelt einen transparenten Kunststoff - Plexiglas

1930: Aus einer Schmelze  werden Kunststofffäden gezogen

1933: Eine englische Forschergruppe polymerisiert unter hohem Druck Ethen zu Polyethen

1934: Bei den IG-Farben werden Kunstfasern aus nachchloriertem PVC produziert

1935: Carothers gewinnt erste spinnbare Fäden aus Polyamid

1937: In den USA beginnt großtechnische Produktion von Polyamid 6,6 (Nylon).

1943: In der Schweiz beginnt Castan mit der Entwicklung von Epoxidharzen

1946: Whinfield und Dickson stellen aus aromatischen Dicarbonsäuren die ersten gebrauchsfähigen Polyester her

1949: BASF beginnt mit der Produktion von Styropor

1950: Epoxidharze werden als Reaktionsklebstoffe großtechnisch hergestellt

1953: Ziegler kann durch Verwendung geeigneter aluminiumorganischer Verbindungen Polyethen bei Normaldruck herstellen

1957: Nach einem von Ziegler und Natta entwickelten Verfahren wird stereospezifisches Polypropen produziert

1963: Die Produktion von hochtemperaturfesten Polymeren wird in den USA aufgenommen

1968: Carbonfasern werden produktionsreif

1970: Kunststoffe werden mit Mineralfaserstoffen kombiniert und finden Eingang im Flugzeugbau

1975: Versuchsprogramme zum Kunststoffrecycling werden entwickelt

Beispiel Polyethylen

PE ist der meistproduzierte Kunststoff. Er ist ein Thermoplast und hat einen weltweiten Anteil von ungefähr 30% aller Kunststoffe. Seit den 1950er Jahren wird PE industriell hergestellt. Tupperware aus den USA war ein erstes grosses Einsatzgebiet. Heute werden Flaschen, Tragtaschen, Folien und vieles mehr aus Polyethylen hergestellt

Beispiel Polyethylenterephthalat

PET ist ein Polyester. Es wird seit den 1970er Jahren für Flaschen eingesetzt. Der PET-Einsatz ist stark wachsend und macht weniger als 10% aller Kunststoffe aus. Es ist glasklar, bruchsicher und kann gut rezykliert werden.