Polymerharz: Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendungsbeispiele

Polymerharz ist ein klares Flüssigkunststoffprodukt, das aushärtet und eine dicke, langlebige, glänzende Beschichtung bildet. Nach dem Aushärten ist es farbbeständig und wasserbeständig. Diese Harzart wird häufig auf Möbeln verwendet, um Oberflächen zu versiegeln und eine langlebige, glasähnliche Oberfläche zu erzeugen, und findet auch in vielen anderen Kunst- und Handwerksbereichen Anwendung, wenn der Künstler eine dicke, glänzende Beschichtung wünscht.

Zusammensetzung und Verarbeitung

Ein flüssiges Kunstharz und ein flüssiger Härter sind die beiden Komponenten eines Polymerharzes. Das flüssige Harz wird durch den Härter aktiviert, der den Aushärtungsprozess einleitet. Der Anwender mischt die beiden Teile, meist im gleichen Verhältnis, für eine bestimmte Zeit, bis sie gründlich vermischt sind. Es ist normal, dass sich das Harz während des Mischvorgangs aufgrund der chemischen Reaktion zwischen Harz und Härter erwärmt. Einmal gemischt, kann die Flüssigkeit auf die zu beschichtende Oberfläche gegossen werden. In flüssiger Form ist das Harz selbstnivellierend, d. h., es fließt und bildet eine ebene Oberfläche, während es aushärtet.

Aushärtung und Nachbearbeitung

Nach dem Gießen beginnt das Harz zu härten oder auszuhärten. Aushärten ist der Begriff für die chemische Reaktion im Harz, die den Übergang von flüssig zu fest ermöglicht. Während des Aushärtens können Blasen entstehen, die mit Wärme entfernt werden können. Bei kleinen Projekten kann ein heißer Atem die Blasen an die Oberfläche bringen, wo sie auf natürliche Weise platzen. Bei größeren Flächen reicht es, einen Brenner leicht über die Oberfläche des Harzes zu führen, um es ausreichend zu erwärmen, damit Blasen aufsteigen.

Je nach Marke kann Polymerharz 48 bis 72 Stunden benötigen, um vollständig auszuhärten. Während des Aushärtens ist es ratsam, die Projekte abzudecken, damit kein Staub in die Flüssigkeit fällt und im glänzenden Finish eingeschlossen wird. Kleine Projekte sollten während des Aushärtens nicht angefasst werden, da Fingerabdrücke im noch weichen Harz zurückbleiben.

Nach vollständiger Aushärtung kann das Harz normal mit Wasser und milder Seife auf einem feuchten Tuch gereinigt werden. Aggressive Chemikalien oder Scheuermittel sollten nicht verwendet werden, da sie die Oberfläche beschädigen könnten. Kleine Kratzer auf der Oberfläche können weggerieben werden; die Reibungshitze lässt das zerkratzte Harz leicht schmelzen und in eine unversehrte Oberfläche zurückfließen.

Beispiele für Polymerharze

Polymerharze gibt es in einer breiten Palette von Formulierungen. Jede einzigartige Zusammensetzung bietet einzigartige Vorteile. Hersteller entwickeln oder wählen sie sorgfältig aufgrund ihrer Eigenschaften aus. Diese synthetischen Harze eignen sich am besten für spezifische Anwendungen und Produkte.

Acrylharz

Acrylharze fallen in zwei Hauptkategorien: thermoplastisch oder duroplastisch. Hergestellt aus Acryl-, Methacryl- oder ähnlich zusammengesetzten Säuren bieten diese Harze hervorragende Zugfestigkeit sowie UV-Strahlungs- und Schlagfestigkeit.

Alkydharz

Alkydharze entstehen durch Erhitzen von Zuckeralkoholen mit polybasischen Säuren, die mehr als ein Wasserstoffion liefern können, wenn sie in Wasser gelöst werden. Diese Harze bieten ausgezeichnete chemische Beständigkeit sowie gute thermische und elektrische Eigenschaften.

Epoxidharz

Epoxidharze sind aktive Vorpolymere und Polymere mit Epoxiden, einer Monomerklasse, die eine Ringstruktur aufweist und ein Sauerstoffatom mit zwei Kohlenstoffatomen eines nahegelegenen Kohlenwasserstoffs verknüpft. Mit chemischer und thermischer Beständigkeit sowie starker Haftfähigkeit haben Epoxidharze ein breites Spektrum kommerzieller Anwendungen.

Phenolharz

Phenolharze werden durch Polymerisation von Phenol, auch Karbonsäure genannt, mit einer Art Formaldehyd hergestellt. Festigkeit sowie Hitzebeständigkeit und Schlagfestigkeit sind einige ihrer Hauptvorteile. Sie sind auch beständig gegen Feuchtigkeitseintritt und chemische Korrosion.

Polyamidharz

Stark und leicht, enthalten Polyamidharze Amide, die Carbonylgruppen umfassen, die an Stickstoffatome gebunden sind. Polyamidharze neigen dazu, sich wiederholende Amidgruppen in ihren Molekülketten zu haben. Sie werden wegen ihrer chemischen und abrasiven Beständigkeit geschätzt.

Polycarbonatharz

Als Thermoplaste klassifiziert, stammen Polycarbonatharze aus Bisphenol A (BPA) und Phosgen, einem farblosen Gas, das Kohlenstoff und Sauerstoff mit zwei Chloratomen verbindet. Sie bieten mehrere nützliche Eigenschaften: Filtrations- und Fleckenbeständigkeit sowie elektrische und thermische Dimensionsstabilität.

Polyesterharz

Polyesterharze entstehen durch Mischen von Zuckeralkoholen mit dibasischen organischen Säuren, die zwei positiv geladene Wasserstoffionen beitragen können, wenn sie mit einer Base kombiniert werden. Diese Harze gehören zu den am häufigsten in der Fertigung verwendeten, wegen ihrer Hitze-, Flammen- und Chemikalienbeständigkeit sowie ihrer Flexibilität.

Polyethylenharz

Polyethylenharz wird zur Herstellung einer Vielzahl von Thermoplastprodukten verwendet, von Plastiktüten und Wasserflaschen bis hin zu Spielzeug und Schläuchen. Dieses Harz ist einer der häufigsten Typen und bietet Flexibilität sowie Dampf-, Chemikalien- und Feuchtigkeitsbeständigkeit.

Polypropylenharz

Polypropylenharz enthält Monomere von Propylen, einem farblosen Gas, das normalerweise als Kraftstoff verwendet wird. Dieser Thermoplast hat mehrere nützliche Eigenschaften, darunter gute Wärme- und Chemikalienbeständigkeit. Da er kein BPA enthält, ist er eine beliebte Wahl für medizinische Geräte, Spielzeug, elektronische Komponenten und Schläuche.

Polystyrolharz

Polystyrol besteht aus Styrolmonomeren und ist ein aromatisches Kohlenwasserstoffpolymer. Styrol selbst ist ein Derivat von Benzol, das als ölige farblose Flüssigkeit erscheint. Polystyrolharz ist ein weiteres beliebtes Material dank seiner einfachen Herstellung und niedrigeren Kosten. Es widersteht auch Salzen, Säuren und alkalischen Substanzen. Man findet es in Rohren, Schaumstoffen, synthetischen Gummis und Automobilzubehör.

Polyurethanharz

Polyurethanharz besteht aus Polyol, einer organischen Verbindung, die eine Form von Zuckeralkohol ist, und Isocyanat, einer reaktiven Substanz, die häufig in der Thermoplastproduktion vorkommt. Elastizität, Haftung und Haltbarkeit machen dieses Harz zu einem geschätzten Material in der Herstellung von Schaumstoffeinlagen, Klebstoffen und Isolierungen.

Silikonharz

Silikonharze werden wegen ihrer oxidativen und thermischen Stabilität geschätzt, zudem sind sie wasserabweisend und flexibel. Diese Harze können auch harte Filme bilden, dank ihrer dreidimensionalen Netzwerkstruktur, die durch ihre chemischen Bindungen entsteht. Sie sind gängige Wahl für synthetische Gummis, Laminate und wasserabweisende Objekte.

Ist Polymer und Harz dasselbe?

Alle Harze sind Polymere, aber nicht alle Polymere sind Harze. Um die Beziehung der beiden Begriffe zu verstehen, sollten wir ihre Definitionen betrachten. Polymere sind große Moleküle, die aus chemischen Bausteinen bestehen, den sogenannten Monomeren. Diese Monomere können einzelne Atome, komplexe Molekülstrukturen oder alles dazwischen sein.

Polymere, besonders synthetisch hergestellte Verbindungen, können enorm und komplex mit sich wiederholenden Komponenten sein. Beispiele für gängige synthetische Polymere sind Kunststoffe und Nylon. Natürliche Polymere hingegen haben Monomerkomponenten mit vielen verschiedenen Elementen und Strukturen. Keratin und Seide sind zwei Arten natürlich vorkommender Polymere.

Wie Polymere können Harze auch natürlich oder synthetisch produziert werden. Diese viskosen Flüssigkeitsverbindungen können entweder öllöslich oder spirituslöslich sein, d. h., sie können in Alkohol oder ähnlichen organischen Lösungsmitteln gelöst werden.

Ist Polymerharz dasselbe wie Polyesterharz?

„Polymerharz“ ist eine breite Kategorie, die sowohl natürliche als auch synthetische Substanzen umfassen kann. Polyesterharz hingegen ist eine spezifische Art synthetischer Substanz. Alle Harze sind Polymere, aber nicht alle Polymerharze enthalten Polyester.