Die Entwicklung moderner Kunststoffe

Während des späten 19. Jahrhundert wurden die natürlichen Ressourcen wie Holz, Elfenbein und Schildpatt in rasantem Tempo erschöpft. Elfenbein und Schildpatt waren begehrte Materialien für Luxusartikel wie handgeschnitzte Kämme, Handspiegel, Schmuckkästchen und viele hochwertige persönliche Gegenstände, die damals die Wohlhabenden genossen. Diese Materialien wurden auch häufig für medizinische und zahnärztliche Instrumente und nützlichere Anwendungen wie Pistolengriffe verwendet.

Angesichts des immensen technologischen Fortschritts in der Chemie und der Notwendigkeit, die schwindenden natürlichen Ressourcen zu ersetzen, begannen die Wissenschaftler nach künstlichen Materialien zu suchen, die die steigende Nachfrage nach Konsumgütern decken könnten. In den späten 1800er Jahren entwickelte ein junger belgischer Chemiestudent namens Leo Hendrick Baekeland ein Interesse an Phenolharzen. Baekeland machte in Amerika mit der Erfindung eines neuen Fotopapiers ein kleines Vermögen. 1905 war er ein wohlhabender New Yorker, und während er sein Vermögen machte, war die Entwicklung von Kunststoffen vorangekommen. Zwischen 1899 und 1900 wurde der erste industriell herstellbare halbsynthetische Duroplast hergestellt. Bis zu diesem Zeitpunkt gab es jedoch keine Möglichkeit, die Reaktion zwischen Phenol und Formaldehyd zu kontrollieren, um konsistente Ergebnisse zu erzielen, die für die kommerzielle Produktion erforderlich sind.

Baekeland erkannte das Potenzial dieser Materialien und investierte sein Wissen und Geld in die Entwicklung eines Verfahrens, mit dem diese Reaktion kontrolliert werden konnte, um eine kommerzielle Produktion zu ermöglichen. Baekeland patentierte sein Verfahren, das noch heute in Konsumgütern, elektrischen Anwendungen und militärischen Geräten unter dem Namen Bakelit verwendet wird.

Bis Mitte des 20. Jahrhundert wuchs das Interesse an kommerziellen Kunststoffen, insbesondere an thermoplastischen Kunststoffen, die geschmolzen, umgeformt und recycelt werden konnten, schnell. In den 1930er Jahren entwickelte ein Chemieingenieur von DuPont namens Wallace Hume Carothers Nylon 6/6 und Nylon 6, die die ersten kommerziell erfolgreichen synthetischen thermoplastischen Polymere wurden. Nylon wurde erstmals 1938 in der Zahnbürste mit Nylonborsten kommerziell verwendet und später in Damenstrümpfen oder „Nylons“, die auf der Weltausstellung 1939 vorgestellt und 1940 kommerziell verkauft wurden. Während der Jahre des 2. Weltkriegs wurde fast die gesamte Nylonproduktion in den Krieg umgeleitet Aufwand für Fallschirme und Fallschirmschnur. Nylon wird mittlerweile in jeder Branche und in Produkten aller Art verwendet.

In den 1940er und 50er Jahren wurden verstärkte Polymere schnell entwickelt, die Materialien mit der Festigkeit einiger Stähle liefern, aber dennoch leicht, nicht korrosiv und nicht leitend sind. Während des Krieges wurden diese Materialien entwickelt, um Metallkomponenten in Militärfahrzeugen, Flugzeugen und Hubschraubern zu ersetzen. Glasfasern wurden schnell zu einem beliebten Zusatzstoff zur Verstärkung von Kunststoffharzen und in den späten 1930er Jahren begann Owens Corning mit der Herstellung von Glasfasern für die Industrie. Neben geformten Kunststoffen wurden für die Schwerindustrie kommerziell erhältliche Glasfaserlaminate entwickelt. 1958 produzierte der französische Konzern Saint-Gobain, der 1939 die Rechte zur Glasfaserproduktion von Owens Corning erhalten hatte, Rotorblätter und Karosserien für den Sportwagen Corvette aus Fiberglas.

In den folgenden Jahren haben wir eine kontinuierliche Verbesserung und Entwicklung neuer Füllstoffe, Verfahren und Additive erlebt, die Kunststoffe im 21. Jahrhundert und darüber hinaus. Kohlefaserverbundwerkstoffe, die sowohl leicht als auch so stabil sind wie die meisten Stähle, werden im Flugzeugbau, in militärischen Anwendungen, in Konsumgütern und in der Bautechnik eingesetzt. Die Elektronikindustrie ist fast vollständig auf Kunststoffe angewiesen, von geformten Gehäusen bis hin zu Leiterplatten.

Automobilhersteller kennen seit langem die Vorteile leichter Kunststoffkomponenten zur Gewichtsreduzierung, Verbesserung des Benzinverbrauchs und Kostensenkung. Die meisten großen Automobilhersteller haben vor Ort Anlagen zum Formen von Kunststoffen, um Karosserieteile für ihre Autos zu formen.

Da sich unsere Welt verändert und wir nach neuen Materialien und erneuerbaren Ressourcen suchen, wird sich die Kunststoffindustrie weiterentwickeln. Derzeit, da unsere Erdölreserven schwinden, gibt es in der Kunststoffindustrie große Entwicklungen bei der Entwicklung von Kunststoffen auf Pflanzenbasis. Da sich unsere Kultur und unsere Technologien ändern, ist die Kunststoffindustrie bereit, sich mit ihr zu verändern.

Bei Craftech werden wir mit dem Angebot an Kunststoffharzen Schritt halten, um Kunden zur besten Wahl für ihre Anwendungen zu führen. Rufen Sie uns bei Fragen zu Kunststoffmaterialien an.

Preston Müller

Craftech Formenbau/Engineering