Spezifisches Gewicht, Volumengewicht und Dichte von Kunststoff
Kunststoff ist zu einem universellen Material geworden, das nahezu überall verwendet wird. Seine breite Anwendung erhielt er dank seiner qualitativen Vorteile. Die erstaunliche Festigkeit von Kunststoffen ermöglichte es, viele teurere Materialien zu ersetzen.
Spezifisches Gewicht und Dichte von Kunststoffen
Die Dichte von Kunststoffen ist deutlich niedriger als die Dichte von Metall-, Stein- und Betonkonstruktionen. Dennoch kann nur eine Materialart in der Festigkeit mit Kunststoff konkurrieren — Metall. Bei der Herstellung verschiedener Konstruktionen und Waren nimmt Kunststoff unterschiedliche Formen an, lässt sich gut dehnen und biegen. Bei Verwendung bestimmter Bindemittel können Kunststoffe in ihrer Festigkeit mit Holzkonstruktionen vergleichbar sein.
Das spezifische Gewicht von Kunststoff schwankt je nach verwendetem Bindemittel. So beträgt die Rohdichte von Polyethylen 0,9 g/cm³, während das Gewicht von glasfaserverstärktem Kunststoff deutlich höher ist — 1,95 g/cm³.
| Bezeichnung | Masse von 1 m³ in Tonnen | Masse von 1 m³ in Kilogramm | Spezifisches Gewicht (kg/m³) |
| Gewicht von 1 m³ Kunststoff | 0,85 - 1,8 | 850 - 1800 | 850 - 1800 |
Je nach Elastizitätseigenschaften werden mehrere Arten von Kunststoffen unterschieden. Ihre funktionalen Eigenschaften sind in der Tabelle dargestellt.
| Kennwert / Art | Steif | Halbsteif | Weich |
| Durchlässigkeit | Undurchlässig | Wird durch Gase, Dämpfe, Wasser- und Luftmassen beeinflusst | |
| Elastizität | Nicht vorhanden | Gering | Sehr hoch |
| Beständigkeit gegen Temperaturschwankungen | 300 - 400 °C | >70 °C | >50 °C |
| Thermische Ausdehnung | Im Bereich von 25 - 120 · 10⁻⁶ | ||
| Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen | Sehr hoch | Mäßig | Niedrig |
| Härtemessung | 40 HB | 2 - 20 HB | |
| Schutz vor chemischen Stoffen | Hoher Schutzgrad | ||
| Fähigkeit, Wärme zu speichern | Sie können Wärme gut speichern und schlecht leiten | ||
| Stromleitfähigkeit | Werden als Dielektrikum oder Elektroisolator verwendet | ||
| Lichtdurchlässigkeit | Leiten Licht gut, wenn sie nicht aus einem farbigen Füllstoff hergestellt sind | ||
| Fähigkeit, Farbe zu behalten | Sehr hoch bei Verwendung geeigneter Farbstoffe (Ocker, Mennige usw.) | ||
Aus den in der Tabelle angegebenen Daten lässt sich schließen: Kunststoffe sind gegenüber den meisten chemischen Stoffen beständig. Sie werden häufig in der chemischen Industrie zum Schutz von Konstruktionselementen eingesetzt. Besonders beständige Kunststoffe sind Teflon, Polyethylen, Polyisobutylen, Polystyrol und Polyvinylchlorid.
Nachteile der Verwendung von Kunststoffen
Die Nachteile von Kunststoffen hängen vom jeweiligen Polymer, von Füllstoffen und Additiven ab. Viele Kunststoffe sind empfindlich gegenüber hohen Temperaturen, weniger hart als Metalle und können die Verbrennung unterstützen, es gibt jedoch auch schwer entflammbare und selbstverlöschende Sorten. Bei Kunststoffkonstruktionen in und an Wohngebäuden müssen Brennbarkeitsklasse, Rauchentwicklung und Brandschutzanforderungen berücksichtigt werden.
Es gibt den Begriff der Kunststoffalterung, der den Verlust einiger Materialeigenschaften bei längerer Nutzung beschreibt. Außerdem zerstören Sonnenlicht und Luftmassen Kunststoffprodukte und Konstruktionen allmählich. Die folgenden Ursachen setzen Alterungsprozesse in Gang:
- Bruch der Molekülkette des Polymerstoffs.
- Umgruppierung der Molekülstruktur.
Im Endergebnis sinken die Festigkeits- und Elastizitätswerte, die Farbe verändert sich, und das Produkt wird spröde. Bei starker Erwärmung, Brand oder Zersetzung können einige Kunststoffe schädliche Zersetzungsprodukte freisetzen, daher sollten Einsatz- und Entsorgungsbedingungen vorab berücksichtigt werden.
Häufige Fragen
Wie viel wiegt 1 m³ Kunststoff?
Laut Tabelle wiegt 1 m³ Kunststoff ungefähr 850 bis 1800 kg. Das ist ein allgemeiner Bereich für verschiedene Kunststoffe; der genaue Wert hängt vom Polymer, von Füllstoffen, Verstärkung und Herstellungsverfahren ab.
Warum haben verschiedene Kunststoffe so unterschiedliche Dichten?
Kunststoff ist kein einzelner Werkstoff, sondern eine große Gruppe von Polymeren. Polyethylen und Polypropylen sind meist leichter, während glasfaserverstärkte, mineralgefüllte und einige technische Kunststoffe deutlich schwerer sind.
Kann man eine mittlere Kunststoffdichte zur Gewichtsberechnung eines Bauteils verwenden?
Für eine grobe Schätzung kann der Tabellenbereich genutzt werden. Für das Gewicht eines konkreten Bauteils sollte man den genauen Kunststoff kennen und das Bauteilvolumen mit der Dichte aus dem Materialdatenblatt multiplizieren.