Was ist Polyolefin?
Polyolefin ist der Sammelbegriff für Polyethylen und Polypropylen, wobei das Ausgangsmonomer ein Olefin ist. Olefine sind Verbindungen mit Doppelbindungen zwischen Kohlenstoffatomen, die auch als Alkene bezeichnet werden.
Die Polyolefine Polyethylen und Polypropylen haben jeweils ihre eigenen spezifischen Eigenschaften, aber die gemeinsamen Merkmale sind (1) geringes Gewicht aufgrund ihrer geringen Dichte, (2) hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit, die das Eindringen von Wasserdampf in die Luft verhindert, und (3) bei ihrer Verbrennung entstehen nur Kohlenstoff- und Wasserstoffatome, da sie nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen. Bei der Verbrennung entstehen nur Kohlendioxid und Wasser.
Arten und Anwendungen von Polyolefinen
Polyolefin ist ein Oberbegriff für Harze, deren Rohstoffverbindungen Olefine sind, und umfassen Polyethylen und Polypropylen als spezifische Harze.
Polyethylen wird in Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMW-PE) unterteilt. LDPE ist transparent und weich und wird für Verpackungsfolien verwendet, während HDPE stark ist und für Plastiktüten verwendet wird. UHMW-PE wird in Separatoren für Lithium-Ionen-Batterien verwendet.
Polypropylen ist ein milchig-weißer Kunststoff, der in einer Vielzahl von Branchen verwendet wird, z. B. für Lebensmittelschalen, Haushaltsgeräteteile und Automobilkomponenten.
Struktur von Polyolefinen
Der Rohstoff für Polyethylen, das zu den Polyolefinen gezählt wird, ist Ethylen, der Rohstoff für Polypropylen ist Propylen. Beide Rohstoffe weisen Doppelbindungen auf. Kohlenwasserstoffe mit solchen Doppelbindungen, d. h. Alkene, wurden früher als Olefine bezeichnet. In Anlehnung daran werden Polyethylen und Polypropylen, die aus Olefinen hergestellt werden, als Polyolefine bezeichnet.
LDPE und HDPE werden auf unterschiedliche Weise hergestellt. Aufgrund der unterschiedlichen Herstellungsverfahren unterscheiden sich die Anzahl der Molekülketten mit Verzweigungen und das Molekulargewicht, was dazu führt, dass LDPE und HDPE unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen. Darüber hinaus variieren die physikalischen Eigenschaften von Polypropylen in Abhängigkeit von der Stereoregelmäßigkeit der Methylgruppen in den Seitenketten, wobei eine höhere Stereoregelmäßigkeit zu einer höheren Härte und Festigkeit führt.
Funktionsweise von Polyolefin
Nachfolgend werden einige gemeinsame Eigenschaften von Polyethylen und Polypropylen, den so genannten Polyolefinen, vorgestellt.
Das erste Merkmal ist ihr geringes Gewicht. Polyolefine haben eine Dichte von weniger als 1 g/cm3, was unter den Harzen wenig ist.
Die zweite Eigenschaft ist ihre ausgezeichnete Feuchtigkeitsbeständigkeit. Polyolefine haben eine geringe Wasserabsorptionsrate und werden daher verwendet, um das Eindringen von Wasserdampf aus der Luft zu verhindern, z. B. in Deckeln.
Eine dritte Eigenschaft ist, dass bei der Verbrennung keine schädlichen Verbindungen entstehen. Da Polyolefine nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen, entstehen bei ihrer Verbrennung nur Wasser und Kohlendioxid. Es ist jedoch zu beachten, dass bei der Verbrennung andere Verbindungen entstehen können, wenn das Polymer teilweise modifiziert ist oder Zusatzstoffe hinzugefügt werden.