Kunststoffe im Auto
Kunststoffe sind Werkstoffe nach Maß. Durch Variation von Zusammensetzung, Zusätzen und Synthesebedingungen entwickeln sie ein weites Spektrum von Eigenschaften. Hinzu kommt, dass sie mit durchschnittlich 1 g/cm3 eine sehr niedrige Dichte haben.
Folglich findet man auch in Autos und anderen Kraftfahrzeugen große Mengen von Kunststoffen, aus denen einige hundert Teile gefertigt werden. Einige wenige Beispiele sind:
Etwa drei Viertel aller im Automobilbau verwendeten Kunststoffarten sind Polyurethan (PUR),
Polyvinylchlorid (PVC) und Acryl-Butadien-Styrol (ABS). Weitere mengenmäßig wichtige
Kunststoffe sind Polypropylen (PP), Polyethen (PE), Plexiglas (PMMA), Polycarbonat (PC) und
Teflon. Auch Silikone werden genutzt. Viele Kunststoffe sind auch Komponenten von Klebstoffen.
Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass sich viele Autofirmen bemühen, auch
nachwachsende Rohstoffe als Ersatz von Kunststoffen auf Erdöl- oder Carbidbasis einzusetzen.
Dabei spielen Hanf und andere Produkte aus Cellulose, ja sogar Papier eine wichtige Rolle.
Polyurethan
Hieraus bestehen Schäume aller Art. Man fertigt daraus Polster und Sitze. Weiter findet
man PUR mit Blecheinlagen verstärkt als Grundlage von elastischen Verkleidungen der Front
und des Hecks, wozu auch die Stoßstangen gehören.
Polyvinylchlorid
PVC dient zur Herstellung des Lenkrads sowie von Dach- und Seitenverkleidungen. Aber auch
als Bezugsstoff oder Kunstleder wird es verwendet. Ein Problem stellt der Weichmacher dar,
der bei der Hitze, wie sie ein Auto beim Stehen in praller Sonne entwickelt, ausgast und dessen
Geruch oftmals zum Unwohlsein von Kfz-Insassen führt.
Acryl-Butadien-Styrol
ABS ist ein Coplymer auf der Basis von Styrol, dem bei der Herstellung Acryl-Verbindungen
und Butadien zugemischt werden. Hieraus baut man Verkleidungen, Konsolen,
Instrumentengehäuse, Innen- und Außenspiegelverkleidungen sowie Bauteile von Heizungs-
und Lüftungsanlagen. Da es sich leicht galvanisieren lässt, verbirgt es sich oft hinter
verchromten Kühlergrill und Zierleisten. Spoiler und Stoßstangen sind ebenfalls daraus
gefertigt.
Weitere Kunststoffe
Völlig transparente Sorten wie Polypropylen ersetzen die alten, schweren Hartgummi-Batteriekästen oder die Glasscheiben vor Instrumenten. Hochfeste Polyethylene (PE-HD)
formen Kraftstofftanks, die etwa 30 % leichter sind als blecherne. Heck- und Seitenscheiben
werden aus Plexiglas (Polymethylmethacrylat PMMA) oder aus Polycarbonat gefertigt. Sie
wiegen zwar nur knapp die Hälfte von Glas, sind aber kratzempfindlicher. Das dem Plexiglas
chemisch verwandte Plexigum dient als Mittelschicht von Verbundglas. Aus Polyamiden
fertigt man Zahnräder und Federn. Teflon verwendet man in Kugelgelenken.
Verbundstoffe
Hier sind vor allem Glasfaser-Kunststoffe (GFK) zu nennen. Neuerdings verwendet man auch
Kohlefasern, die dünner und zugleich fester sind. Diese werden - in Verbund mit Kevlar und
andern PA - sogar zur Abdichtung von Zylinderköpfen oder anderen hochbelasteten Teilen
eingesetzt. Auch Bremsbeläge können damit versehen sein.
Zur Herstellung werden die Glasfasermatten in eine Form gelegt und mit Polyesterharz getränkt.
Nachteilig sind die langen Trocknungs- und Aushärtezeiten.
Klebstoffe
Kunststoffe spielen auch als Grundlage von Klebstoffen eine große Rolle. So werden in
einem durchschnittlichen Auto dem Vernehmen nach 25 kg Kleber verbraucht!
Was macht die Kunststoffe für den Autobauer so
begehrt?
Neben der Gewichtsersparnis bieten Kunststoffe Korrosionsfreiheit, sicherheitsfördernde
Nachgiebigkeit und eine schier unbegrenzte Formbarkeit. Außerdem wirken sie
geräuschdämpfend. Hinzu kommt ihre gute Wärmedämmung aufgrund der geringen
Wärmeleitfähigkeit.
Sonderkunststoffe wie PA sind zäh wie Stahl und werden deshalb zum Bau von Zahnrädern
genutzt. Teflon erweist sich unter Druck gleitfähig und dient deshalb zur Verkleidung von
Achsen und Kugelgelenken, wodurch das lästige Abschmieren entfällt.
Recycling von Kunststoffen
Hierzu haben wir eine eigene Webseite erstellt.
Recycling: Fallstudie Trabi - filigranes Gebilde aus Plaste
gemacht
Die Nachteile von Kunststoffkarosserien kann man anhand des Trabis zeigen. Seine Schale besteht aus einem
Verbundwerkstoff.
Jeder Trabi trug etwa 34 kg dieses Duroplasts mit sich herum. Dabei handelt es sich um ein
Baumwoll-Kunststoffgemisch (Zusammensetzung 47 % : 53 %), das unter Erhitzen gepresst
wurde. Der Kunststoff ist wohl vor allem ein Melaminharz,
wie der intensive Fischgeruch beim Erhitzen vermuten lässt (-> Versuch
106).
Dieser Duroplast macht die Karosserie gegenüber der Korrosion unverwüstlich, ist aber nicht recycelfähig.
Werkstoffliches Recycling wäre etwa das Zerkleinern des Duroplasts und Verwendung des Materials als Zuschlag zum asphaltischen Straßenbelag. Versuche zeigten jedoch, dass schon der Schredderdruck und stärkerer Sonnenschein auf den so behandelten Straßen zu Fischgeruchsbildung führt.
Weiter ist an das rohstoffliche Recycling zu denken. Jedoch bilden sich beim
Erhitzen große Mengen an Formaldehyd, Ammoniak und Blausäure. Versuche, Trabi-Material
zum Stahlkochen zu verwenden, führten wegen des hohen Stickstoffgehalts ebenfalls zu
unbefriedigenden Ergebnissen.
Man könnte den Kunststoff im Sinne eines Energierecyclings nutzen. Jedoch verbrennt der
Duroplast erst bei Temperaturen oberhalb 800 °C rußfrei und rückstandlos. Und danach stellt
sich das Problem der Abgasreinigung.
(Bei dieser Webseite haben wir teilweise auf Texte der Adam Opel AG sowie des SPIEGEL zurückgegriffen, ohne wörtliche Zitate extra zu kennzeichnen.)
Weitere Texte zum Thema „Auto“