Wie alles anfing - ein Rückblick auf die Entwicklung der Kunststoffe: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 3. Dezember 2016, 20:14 Uhr

Als Kunststoffe bezeichnet man alle Werkstoffe, die hauptsächlich aus Makromolekülen bestehen. Makromoleküle sind Riesenmoleküle, also sehr große Moleküle, die aus sich wiederholenden, gleichen oder unterschiedlichen Gruppierungen bestehen und eine hohe Molekülmasse haben. Üblicherweise wird von Makromolekülen gesprochen, wenn die Molekülmasse über 10.000 g·mol−1 liegt. Das Begriff Makromolekül wurde 1922 von Hermann Staudinger eingeführt, der ein Verfahren entwickelte, um aus der Viskosität (Zähflüssigkeit) einer Lösung das Molekulargewicht von Makromolekülen zu bestimmen.

Als Polymer bezeichnet man einen chemischen Stoff, der aus Makromolekülen besteht.

Natürliche Polymere

Polymere sind keine Erfindung des Menschen. Es gibt zahlreiche natürlich vorkommende Polymere und sie werden vom Menschen schon seit Urzeiten verwendet und auch entsprechend der Bedürfnisse angepasst.

So enthält Holz das Polymer Lignin. Es dient dem Menschen als Brennholz, Werkzeug, Waffe oder als Baumaterial.

Das Polymer Kollagen ist ein Strukturprotein, das dem Bindegewebe und damit der Tierhaut ihre Stabilität und Elastizität verleiht. Wird es durch Gerben stabilisiert und damit vor dem raschen Verwesen geschützt, nennt man es Leder. Seinen Namen erhielt das Kollagen (aus dem Griechischen: Leim erzeugend) ursprünglich aufgrund seiner früheren Nutzung als Knochenleim im Holzhandwerk. Es ist auch der Hauptgrundstoff für die Herstellung von Gelatine.

Aus Wolle, also abgeschnittenen Tierhaaren, stellte man durch Verspinnen und Weben oder durch Filzen Bekleidung und Decken her. Darin enthalten ist das Keratin (von griechisch „Horn“), das ein wasserunlösliche Faserprotein ist, das von allen Tieren gebildet wird und das gleiche Material wie bei der Hornsubstanz (also auch Fußnägel) ist.

Birken lieferten den ersten Kunststoff der Menschheitsgeschichte, das aus Birkenrinde durch Erhitzen in einer Art Destillation gewonnene Birkenpech, das sowohl Neandertalern als auch dem steinzeitlichen Homo sapiens als Klebstoff bei der Herstellung von Werkzeugen diente. Birkenpech enthält hochmolekulare Kohlenwasserstoffe mit Ruß und einigen anderen Beimischungen.

Bestimmte Baumharze werden als Gummi Arabicum eingesetzt und wurden früher nach Europa exportiert. Auch Bernstein ist ein fossiles Harz, das man für Pfeilspitzen und Schmuckgegenständen verwendete. Chemisch stecken dahinter verschiedene Stoffe, die erst mit der Zeit Makromoleküle bilden und so ihre Festigkeit erhalten.

Beim Naturkautschuk handelt es sich um ein Polymer, das aus Latex gewonnen wird, dem Milchsaft des ursprünglich aus Brasilien stammenden Kautschukbaums. Auch hier findet an der Luft nach und nach eine Verknüpfung kleinerer Moleküle, hier speziell des Isopren zu Makromolekülen statt.

Auch unsere DNA ist im Grunde genommen ein Polymer, das eine Verkettung von Nukleotiden darstellt. Würde man die DNA einer beliebigen menschlichen Zelle entwinden käme man auf eine erstaunliche Länge von etwa 2m. Darin sind mehrere Milliarden Atome enthalten.

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  Weiße Naturseide, ein begehrtes Produkt

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  Gewinnung des Latex-Saftes am Kautschuck-Baum

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  Bernstein-Brocken mit eingeschlossenen Fliegen.

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  Die DNA, die aus zwei Strängen besteht.

Die ersten künstlich erzeugten Kunststoffe aus Naturmaterialien und die Entwicklung der Kunstsoffindustrie

Bei der Erzeugung der ersten "Kunststoffe" griff der Mensch noch auf Naturmaterialen zurück. Zum einen wurden natürlich gewonnen Rohstoffe verwendet, um daraus Polymere herzustellen. Zum anderen wurden vorhandene natürliche Polymere bearbeitet, um ihre Eigenschaften zu verbessern.