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Wissenswertes rund um Kunststoff und Kautschuk

Kunststoff und Kautschuk begegnen uns überall im Alltag. Entdecken Sie spannende Geschichten, überraschende Fakten und interessante Hintergründe – von historischen Entwicklungen und bekannten Produkten bis hin zu wichtigen Persönlichkeiten und Innovationen der Branche.

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  • Wenn ich an Polymere denke

    Thema des Monats Ergebnis einer Umfrage von PlasticsEurope zum Image von Kunststoff in Deutschland und der Welt Von Guido Deußing Zwischen dem 9. November und 2. Dezember 2016 führte PlasticsEurope in Deutschland eine repräsentative Umfrage durch, mit dem Ziel, mehr über das Image von Kunststoff zu erfahren. Im März 2017 präsentierte der Verband der Kunststofferzeuger das Resultat der Umfrage. K-online fasst die Kernaussage im Thema des Monats März zusammen. Von Angesicht zu Angesicht wurden rund 1500 Personen einer breiten Bevölkerungsschicht im Alter von 18 bis 60 Jahren zu ihrer Meinung über Kunststoff befragt. Ziel der Umfrage war es, schildert Michael Herrmann von PlasticsEurope Deutschland, einen Eindruck zu erhalten, wie man Kunststoff sieht und welches Image Polymerwerkstoffe genießen. Um die Antworten differenziert bewerten zu können, wurden die Befragten in Gruppen unterteilt. Unterschieden wurden zwischen der breiten Bevölkerung (bB) im Alter von 18 bis 60 Jahre, jungen Gebildeten (jG), im Alter von 18 bis 30 Jahre mit Abitur und Entscheidungsträgern (ET) im Alter von 31 bis 60 Jahre mit Abitur und einem monatlichen Nettoeinkommen von wenigstens 4000 €. Der Versuch wurde unternommen, auch abseits des Werkstoffs ein Stimmungsbild darüber zu bekommen, was die Menschen hierzulande bewegt. Auf die Frage nach den dringendsten Aufgaben und Herausforderungen unserer Zeit nannten mehr als 60 Prozent der Befragten – Mehrfachnennungen waren möglich – unisono durch alle Bevölkerungsschichten hindurch die Lösung der Flüchtlingsproblematik. Die Sicherung der Sozialleistungen thematisierten 37 Prozent der breiten Bevölkerung (bB), 27 der jungen Gebildeten (jG) und 31 Prozent der Entscheidungsträger (ET). Was die Menschen bewegt Arbeitslosigkeit ist durch die Bank für rund ein Viertel der Befragten ein Thema wie auch der Einkommenserwerb und die Bewahrung der Grundabsicherung (16 % ET, 22 jG; 26 % bB). Die Sorge vor den Folgen des Terrorismus treibt rund ein Fünftel der Befragten um (20 % ET; 17 % jG; 20 % bB). Im Durchschnitt haben 15 Prozent der Befragten den Schutz der Umwelt und des Klimas im Blick, allen voran die jungen Gebildeten (19 %). Die Entwicklung der Wirtschaft rangiert mit einem Wert von zehn Prozent (ET) und fünf Prozent (jG und bB) am unteren Ende der Skala. Eine Frage richtete sich auf das Hörensagen von Positivem oder Negativem über Kunststoff. Rund drei Viertel der Befragten äußerten sich neutral, mit anderen Worten, es wurde nichts Wertendes über Kunststoff wahrgenommen. Zehn Prozent der Befragten sprachen davon, nur Negatives, fünf Prozent nur Positives über Kunststoff gehört oder gelesen zu haben. Sieben Prozent erinnerten sich sowohl an Positives als auch Negatives. Die Interviewpartner wurden hernach gefragt, ob und wenn ja, in welchem konkreten Kontext Kunststoff dabei gestanden habe. Als Antwort dominierten einerseits funktionale, vielseitige und kostenwirtschaftliche Aspekte, die Kunststoffe generieren, sowie die Chance, unter Einsatz von Kunststoffen Energie und Ressourcen einsparen zu können. Anderseits rückten Nachhaltigkeitsaspekte sowie Umweltthemen in den Fokus, insbesondere die Verschmutzung der Weltmeere durch Marine Litter. Marine Litter ist ein Thema Hierbei gab es bei den Antworten qualitative und quantitative Unterschiede, dazu ein Beispiel: Wurden der allgemeine Eindruck abgefragt, also ob der Befragte generell etwas Positives oder Negatives über Kunststoff gehört hätte, nannten nur rund sechs bis sieben Prozent der Befragten – mehrheitlich die jungen Gebildeten – spontan den Aspekt Marine Litter. Wurde die Befragten dagegen gezielt auf Marine Litter angesprochen, zeigte sich ein ganz anderes Bild. Hierbei äußerten rund 30 Prozent der Befragten, davon gehört oder gelesen zu haben. Das Thema Marine Litter hat, das belegt der Vergleich, über die Zeit offenkundig an Aufmerksamkeit eingebüßt. Auf die Frage, wer oder was die Hauptursache für Marine Litter sei, wurde an erster Stelle Kunststoffabfall genannt, unmittelbar gefolgt von der Wegwerf- und Konsumgesellschaft. Den dritten Rang belegt die Profitgier der Wirtschaft und Industrie, gefolgt von der Schifffahrt und Fischerei. Nur drei Prozent sehen die Schuld bei Nicht-Kunststoffverpackungen und im Tourismus. Und nur zwei Prozent sind der Meinung, dass die Kunststoffindustrie ursächlich sei. Nutzen von Kunststoff im Alltag 65 Prozent aller Befragten gaben an, dass vor allem die positiven Aspekte von Kunststoff im persönlichen Alltag zum Tragen kommen, bei durchschnittlich 19 Prozent hielten sich die Pros und Cons die Waage; 16 Prozent nannten ausschließlich die negativen Aspekte. Deutlich erkennbar ist, die Zahl derer, bei denen die positiven Aspekte von Kunststoff im Alltag überwiegen, hat sich von rund 80 Prozent im Jahr 2004 auf 65 Prozent in 2017 verringert. 51 Prozent der befragten Entscheider gaben an, den Einsatz von Kunststoff im Alltag reduzieren zu wollen (bB 42 %). Alles in allem wird der Einsatz von Kunststoffen nach wie vor als unverzichtbar erachtet, insbesondere in den Bereichen Fahrzeugbau, Medizin, IT und Elektronik, Bauen und Renovieren sowie im Bereich Küche und Haushalt; der Wert für den letztgenannten Aspekt hat sich von 2015 auf 2016 geringfügig erhöht. Kunststoffverpackungen werden in der allgemeinen Betrachtung und in Relation zu den oben genannten Anwendungen als bedenklicher eingestuft, werden aber nahezu gleichbleibend von den Befragten als unverzichtbar angesehen. Kunststoff und sein Image in der Welt Global betrachtet genießt Kunststoff in den befragten Bevölkerungsschichten einen überwiegend positiven Ruf; die Unterschiede zwischen den einzelnen Gruppen liegen im Bereich weniger Prozentpunkte. Die Kunststoffindustrie, die seit Jahr und Tag an positivem Image gewinnt, wird dagegen von Entscheidungsträgern mehrheitlich besser bewertet (für 79 Prozent besitzt sie ein positives Image), als von den jungen Gebildeten, von denen nur 69 Prozent die Kunststoffindustrie positiv bewerten. In den Augen der breiten Bevölkerung haben nahezu sämtliche Industriezweige – mit Ausnahmen der Autoindustrie, der Mineralölwirtschaft und der Bankenwirtschaft – leicht an Ansehen verloren, darunter die Elektronikindustrie – die allerdings mit 86 Prozent (2016) das beste Image aller Industriezweige insgesamt hat (Rang 1) –, die Elektrizitätswirtschaft (2), die Chemische Industrie (3), aber auch die Pharmaindustrie (6) und die Versicherungswirtschaft (7). Die Kunststoffindustrie bewerten 74 Prozent (2016) der Befragten als sehr beziehungsweise überwiegend positiv; 2015 waren es noch 77 Prozent. Dessen ungeachtet liegt das positive Image der Kunststoffindustrie deutlich über dem Durchschnitt und auf Platz vier im Gesamtranking. Bei den jungen Gebildeten haben hingegen „nur“ 69 Prozent (2016) einen positiven Eindruck von der Kunststoffindustrie (71 % in 2015). Mit ihrem Image rangiert die Kunststoffindustrie im Feld der Wettbewerber auf Rang sechs, hinter der Elektronikindustrie auf Platz 1, der Elektrizitätswirtschaft (2), der Chemischen Industrie (3), der Automobilindustrie (4) und der Pharmaindustrie (5). Für die Entscheidungsträger liegt das Image der Kunststoffindustrie über dem Durchschnitt auf Platz vier hinter dem der Elektronikindustrie (Rang 1), der Elektrizitätswirtschaft (2), der Chemischen Industrie (3) und der Pharmaindustrie (4). Insgesamt aber bewerten bei den ETs mit 79 Prozent (2016; 80 % in 2015) deutlich mehr die Kunststoffindustrie positiv als es in den anderen befragten Gruppen der Fall ist. Insgesamt betrachten rund 75 Prozent der breiten Bevölkerung sowohl Kunststoff als auch die Kunststoffindustrie als sehr respektive überwiegend positiv. Was am Ende zu sagen übrig bleibt Jede Umfrage, mag sie auch noch so repräsentativ sein, hat ihre Schwächen, da hier der Versuch unternommen wird, von einer wie auch immer großen Stichprobe auf eine in der Regel sehr viel größere Gesamtmenge zu schließen. Ungeachtet dessen vermag es eine repräsentative Umfrage durchaus, sich mit wenigen Informationen der Realität gut anzunähern. Ihre Umfrage habe ergeben, berichtet Michael Herrmann von PlasticsEurope Deutschland, dass sich das Image von Kunststoff als Werkstoff und das der Kunststoffindustrie an und für sich stabil auf einem hohen Niveau befindet. Allerdings zeige die Umfrage auch, dass in der Gesellschaft noch ein hinreichender Informationsbedarf über Kunststoff und seine Anwendung existiert. Den gilt es nun mit geeigneten Mitteln und Methoden nachzukommen. Eines der wichtigsten Vehikel der Kunststofferzeuger dabei: Den Produktnutzen des Werkstoffs in den Vordergrund rücken und kontinuierlich darüber berichten, dass Kunststoffe in ihrer Gebrauchsphase deutlich mehr Ressourcen sparen als für ihre Herstellung nötig sind.

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  • Giftig oder ungefährlich? Eine Berührung mit dem Gummihandschuh schafft Klarheit

    Bild: istock / CollinsChin Pestizide auf der Obstschale? Das lässt sich mit einer Fingerberührung herausfinden – mit speziellen Gummihandschuhen ... Aus gutem Grund tragen Leute Gummihandschuhe – wenn es schmutzig oder blutig zur Sache geht oder wenn Ätzendes oder Giftiges zu handhaben ist. Wenn man weiß, mit welcher Substanz man es zu tun hat, weiß, um welches Gift es sich handelt, ist der erfahrene Experte in der Lage, geeignete Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Wenn man es aber nicht weiß, tja, dann ist auch ein Experte ziemlich aufgeschmissen. Wissenschaftler der Amerikanischen Gesellschaft für Chemie (American Society of Chemistry, ASC) haben einen Gummihandschuh in der Entwicklung, der nicht nur die Haut der Hand vor unliebsamen Kontakten bewahrt. Mit ihrem Gummihandschuh lässt sich sogar analysieren, um was für einen Stoff es sich handelt, den man in die Finger kriegt [1]. Die Chemiker nennen ihre Erfindung „Lab-on-a-Glove“ (Labor auf einem Handschuh) und in Anlehnung an auf Mikrochips installierte Analysensysteme (Lab-on-a-Chip-Technologie). Beim Laborchip wird der zu untersuchende Stoff auf eine Platine appliziert, bei der Lab-on-a-Glove-Technologie reicht eine Berühung mit der Fingerspitze. Wie bei der Lab-on-a-Chip-Technologie verfügt der Analysenhandschuh über Strukturen, die es ermöglichen, chemische Stoffe aufzunehmen und sie zu analysieren. Die Besonderheit ist allerdings: Die Verwendung von Gummihandschuhen als Laborplattform setzt eine im Wortsinne äußerst flexible Laborausstattung voraus. Laborausstattung meint in diesem Fall jene Bereiche, in denen Probenflüssigkeit aufgenommen und analysiert wird. Die ACS-Wissenschaftler erfanden dafür eine dehnbare Tinte, die sie im 3D-Druckverfahren auf Dauen und Zeigefinger des Gummihandschuhs auftrugen. Der Bereich der Fingerbeere an der Daumenspitze dient für die Aufnahme der Probe beziehungsweise verdächtigen Substanzt. Auf den Zeigefinger wiederum wurden mit der Spezialtinte drei parallelverlaufende Schlangenlinien im 3D-Druck-Verfahren aufgetragen. Die Schlangenlinien müden an der Fingerwurzel in einem Ring, der von außen über den Zeigefinger gesteckt wird und der mit Kabeln an ein Gerät angeschlossen ist, dass die Messwerte via Bluetooth auf einen Rechner oder ein Smartphone überträgt. Wie erhält man nun Auskunft, um was für eine Substanz es sich handelt, die man auf der Daumenspitze hat? Aus der Biochemie weiß man, dass Enzyme spezifisch nur auf bestimmte Substanzen reagieren. Diese Reaktion lässt sich messen und darstellen. Diese Tatsache macht man sich bei der Lab-on-a-Glove-Technologie zunutze, in dem die Tinte, die auf den Zeigefinger des Gummihandschuhs aufgetragen wird, gezielt mit eben jenen Enzymen versetzt, die spezifisch auf die Substanz reagieren, die von Fall zu Fall interessiert. Die Enzyme arbeiten hier als sogenannter Biosensor. Das erste Lab-on-a-Glove-Modell wurde für die Bestimmung von phosphororganischen Verbindungen entwickelt, die als Wirkstoff in chemischen Kampfstoffe (Sarin, VX,...) dienen oder die auch als Pestizide und Pflanzenschutzmittel in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Ein Einsatzziel der Analysengummihandschuhe könnte dem Verbraucherschutz dienen, nämlich um zu verhindern, dass mit Pestiziden belastetes Obst und Gemüse in den Handel kommt. Ein Berührung mit dem Finger könnte hier Klarheit bringen ... Guido Deußing Literatur Open Access: Rupesh K. Mishra, Lee J. Hubble, Aida Martín, Rajan Kumar, Abbas Barfidokh, Jayoung Kim, Mustafa M. Musameh, Ilias L. Kyratzis, and Joseph Wang, Wearable Flexible and Stretchable Glove Biosensor for On-Site Detection of Organophosphorus Chemical Threats, ACS Sens., Article ASAP, DOI: 10.1021/acssensors.7b00051, Publication Date (Web): March 3, 2017

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  • Vor 136 Jahren wurde Hermann Staudinger, der Vater der Polymerchemie, geboren

    Hermann Staudinger, der Begründer der Polymerchemie. (Bild: wikipedia) Mit 22 Jahren promoviert, mit 26 Professor, mit 72 den Chemienobelpreis erhalten: Hermann Staudinger, der Vater der Polymerchemie, wurde von genau 136 Jahren geboren. Er gilt als Pionier der Polymerforschung, Begründen und Vater der Polymerchemie. Hermann Staudinger (23. 3. 1881 – 8. 9. 1965) hat der Kunststoffchemie das theoretische Fundament gegossen. Obwohl die Bilderbuchkarriere des Wissenschaftlers – Promotion mit 22, Habilitation mit 26 Jahren – im Nobelpreis für Chemie gipfelte, ist Staudinger auch als öffentliche Person für viele ein „großer Unbekannter“ geblieben und seine Vita heute nur Spezialisten geläufig. Ein wenig Abhilfe schafft ein Porträt, das wir Ihnen hier bei k-online.de als Serie zu lesen anbieten. Es zeichnet Staudinger als produktiven Querdenker, der auf wissenschaftlichem und überdies auf politischem Terrain dem Mainstream Paroli bot – bis er ihn schließlich selbst anführte. Staudinger hat Geschichte geschrieben. Viel Vergnügen bei der Lektüre unserer Geschichte über diesen bemerkenswerten Menschen und Wissenschaftler ... Das Leben des Hermann Staudinger Teil 1 – die Jahre 1881-1919 Das Leben des Hermann Staudinger Teil 2 – die Jahre 1920-1932 Das Leben des Hermann Staudinger Teil 3 – die Jahre 1933-1945 Das Leben des Hermann Staudinger Teil 4 – die Jahre 1945-1965

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  • Total abgefahren: Kautschuk kunstvoll in Szene gesetzt

    Bild: Goodyear Bildende Künstler brauchen für ihre Profession Projektionsflächen: Der Maler braucht seine Leinwand, der Bildhauer Holz oder Stein. Blake McFarland braucht Kautschuk und zwar in Form von Autoreifen: McFarland ist nämlich ein Reifenkünstler, der aus hunderten Autoreifen täuschend echt und lebendig wirkende Skulpturen herstellt, die so beeindruckend sind, dass der US-amerikanische Reifenhersteller Goodyear es sich nicht nehmen ließ, Blake McFarland für ein in den USA überaus beliebtes Projekt zu verpflichten. Goodyear hat es sich auf die Fahne geschrieben, den College-Football, die Wiege des US-amerikanischen Profi-Footballs, tatkräftig zu unterstützen. Hunderte von einheimischen Universitäten nehmen an dem Spielbetrieb teil, der höchst professionell organisiert wird [1], bietet er doch den Schulen tüchtige Einnahmen. Dessen ungeachtet ist Football in den USA der wohl beliebteste Sport überhaupt. Am 2. Januar dieses Jahres fand als krönender Abschluss der College-Football-Saison die 81. Cotton Bowl Classic im AT&T-Stadion in Arlington, Texas, statt. Dieser College-Football-Höhepunkt wird auch als Goodyear Cotton Bowl Classic bezeichnet, weil er stets von Goodyear gesponsert wird [2]. Im Endspiel, das unter großer öffentlicher Teilnahme durchgeführt wurden, standen sich die Western Michigan Broncos und die Wisconsin Badgers gegenüber. Gewonnen hat das Turnier die als Favorit gehandelten Wisconsin Badgers mit einen Vorsprung 24 zu 16 Punkten [2]. Bild: Goodyear In diesem Jahr hatte sich Sponsor Goodyear etwas ganz besonderes einfallen lassen, um den beiden Teams für das Erreichen der Cotton Bowl Classic zu gratulieren. Als das Unternehmen von Blake McFarland und dessen Neigung, Kautschuk Kunst zu machen, erfuhr, keimte der Wunsch, diese Fähigkeit in einer der Football-Sache zweckdienlichen Weisen einzusetzen: McFarland erhielt von Goodyear den Auftrag, die Maskottchen der beiden Teams in Kautschuk-Reifen-Kunst nachzubilden [3]. Blake McFarland, ein Profibaseballspieler, überlegte nicht lange und machte sich ans Werk. 300 Stunden verbrachte er damit, aus 500 Autoreifen 925 Längenmeter Kautschukprofile herauszuschneiden und damit die Glückbringer der beiden Clubs nachzubilden: Bei den Western Michigan Broncos handelt es sich ein Pferd, dem Western Michigan Bronco [4], und bei dem Sieger-Team aus Wisconsin um Bucky Badger [5], einen Dachs (engl. Badger). Beide Skulpturen wurden am Tag des Spiels feierlich enthüllt, dienen anschließend etwa bei Festlichkeiten, der Vorführung und gehen letztlich als Andenken und Geschenk an die Schulen der beiden Teams. Was für eine schöne Idee ... GD

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  • Elektronik, die auf der Haut klebt

    Ein Sandwich aus gedruckten Schaltungen und SBS-Elastomer: extrem dünne, nur 750 Nanometer dick, dafür extrem Flexibel und versehen mit einem hohen Tragekomfort. Quelle: Waseda University Vermutlich ist die Zeit der Uhren bald vorbei, die vollgestopft mit Hightech dick und schwer das Handgelenk zieren. Puls- und Herzfrequenzmesser: statt sie sich umzuschnallen, werden diese Messgeräte künftig einfach auf die Haut geklebt und senden eine Schar medizinisch relevanter Parameter an stationäre Empfangsgeräte. Geheimdienst reiben sich schon jetzt die Hände, ob der ungeahnten Möglichkeiten in puncto Überwachungs- und Abhöraktionen. Verrückt ist nur, man merkt gar nicht, dass man „verkabelt“ ist – weil man eben nicht verkabelt ist. Der Clou liegt in der Verwendung ultradünner leitfähiger Polymerfolien. Es steht zu befürchten, um es überspitzt zu beschreiben, demnächst ist das, was wir auf der Haut tragen, intelligenter als wir es sind. Denn als intelligent wird eben jene Elektronik bezeichnet, von der hier die Rede ist und in deren Entwicklung Wissenschaftler auf der ganzen Welt viel Zeit und Energie investieren. Die Rede ist von leitfähigen Polymeren, die sich mit einfachsten Tintenstrahldruckern im heimischen Umfeld herstellen und mit denen sich Oberflächen beschichten lassen. Die Entwicklung leitfähiger Polymere geht mit großen Schritten voran. Erst kürzlich haben Forscher an der Waseda University in Tokio, Japan, ein neues Verfahren ausgetüftelt, mit dem sich nicht nur ultradünne elektrisch leitende SBS-Folien (SBS: Polystyrol-Polybutadien-Polystyrol) mit komplexen Schaltkreisen und Funktionen herstellen lassen, sondern die sich obendrein einfach auf die Haut kleben und mit weiteren „Bauteilen“ auf leichte Weise Verbinden lassen – ohne Kabel und ohne Stecker. Die leitfähige "Verdrahtung" entsteht ebenfalls durch Tintenstrahldruck. Chips und LEDs lassen sich offensichtlich spielend einfach integrieren – mit einem Klebstoff, der sich zwischen zwei Polymerschichten befindet. Das ganze Sandwichkonstrukt ist allerdings nur 750 Nanometer dick und damit ungleich dünner als ein Haar! Chemiker, Polymerwissenschaftler, Biomechaniker und viele andere wissenschaftliche Disziplinen arbeiten bei der Entwicklung Hand in Hand, um das Beste aus dem Polymerwerkstoff herauszuholen und um Anwendungen zu finden, in denen es auf eine derartig dünne und leistungsfähige Polymerelektronik ankommt, will man bestehende technische Grenzen. Es bleibt abzuwarten, wann leitfähige Polymere sich im großen Stil durchsetzen und bestehende herkömmliche Technologie auf die Plätze zu verweisen, etwa in der Medizin, im Gesundheitswesen, im Sport aber auch im industriellen Umfeld. Dass sich leitfähige Polymere durchsetzen werden, davon sind Experten überzeugt. Bleibt nur die Frage nach dem Wann? GD Literatur Marin Okamoto, Mizuho Kurotobi, Shinji Takeoka, Junki Sugano, Eiji Iwase, Hiroyasu Iwata and Toshinori Fujie, Sandwich fixation of electronic elements using free-standing elastomeric nanosheets for low-temperature device processes, J. Mater. Chem. C, 5 (2017) 1321-1327, DOI: 10.1039/c6tc04469g

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  • Junge, zieh dir was über

    Karneval und Katzenjammer liegen nah beieinander – nach zu viel Alkohol brummt am Aschermittwoch gehörig der Schädel. Obendrein plagt viele die Erinnerung, beschwipst und entsprechend enthemmt die neueste Kneipenbekanntschaft abgeschleppt und sich mit ihr oder ihm ungeschützt der Fleischeslust hingegeben zu haben. Empfängnisverhütung ist das eine, da verlässt man sich gern auf die Pille. Doch das Kontrazeptivum bewahrt Männlein wie Weiblein nicht vor sexuell übertragbaren Krankheiten: Gegen die Erreger von Aids, Tripper, Syphilis, Hepatitis B und C kann allein der Gebrauch von Kondomen schützen. Während der „fünften Jahreszeit“ gilt deshalb mehr denn je: Nur Narren sind nachlässig in Sachen „Safer Sex“! Das Problem: Seit es Medikamente gibt, die den Ausbruch von Aids um viele Jahre hinausschieben können, wird die Infektion mit dem Humanen Immundefizienz-Virus (HIV) speziell von Männern unter 25 Jahren nicht mehr als Katastrophe empfunden. Sie gehören einer „Generation Sorglos“ an, die zu einer Zeit aufgewachsen ist, als bereits eine spezifische Therapie gegen das Aidsvirus existierte und die Krankheit nicht mehr gleichbedeutend mit baldigem Tod war. In der sexuell aktiven Gruppe der 16- bis 44-jährigen Singles lag der Anteil derer, die nie ein Kondom benutzen, zuletzt bei 26 Prozent – und ist damit zum Glück im Schwinden begriffen. Gleichwohl ist das Risikobewusstsein nicht gleichmäßig ausgeprägt, wie die wieder steigende Anzahl der HIV-Neuinfektionen vor Augen führt. Allein im Jahr 2015 haben sich rund 3200 Menschen in Deutschland mit dem Aidsvirus infiziert, berichtet das Robert-Koch-Institut [1], vor zwölf Jahren waren es noch 1443. Damit leben in Deutschland Ende 2015 rund 84.700 Infizierte und Aidskranke, das entspricht einem Betroffenen auf 959 Einwohner. Trotz unkalkulierbarer Dunkelziffer nimmt sich das im internationalen Vergleich glimpflich aus – in Brasilien kommt bereits auf 292 Einwohner ein HIV-Positiver (Stand 2007). Doch wer mit dem Herzen urteilt, weiß: Jede Infektion ist eine zu viel, denn sie zieht individuelles Leid nach sich, das auch den Partnern und Angehörigen besser erspart bliebe. In den vergangenen Jahren haben die Aidshilfen gerade in den Karnevalshochburgen ihre Präventionsarbeit verstärkt. So wurden etwa in Düsseldorf in der jüngeren Vergangenheit während der närrischen Zeit 10.000 Präservative verteilt. Die Aidshilfe Münster und das städtische Gesundheitsamt kreierten 1000 Karnevalskondome mit dem Aufdruck Kappe auf - sicher durch die tollen Tage. Und die Kölner Firma Condomi brachte ihre Gummis in einer mit Clowns bedruckten Verpackung in den Handel , um zum Kondomgebrauch an Karneval zu ermuntern. Das Ausland macht vor, wie’s geht: Die Gesundheitsverwaltung der Kanarischen Inseln, wo Tripper und Syphilis doppelt so häufig auftreten wie im restlichen Spanien, stellte zur Karnevalszeit 300.000 Kondome kostenlos zur Verfügung. Zig Millionen Kondome bringt auch die brasilianische Regierung jedes Jahr während der tollen tage unters Volk. Und im dortigen Straßenkarneval, etwa in Salvador da Bahia, wurden Kondome sogar anstelle von „Kamelle“ geworfen ... Woher das Kondom seinen Namen hat Woher das Kondom seinen Namen hat, ist umstritten. Eine Theorie beruft sich auf einen am Hofe des englischen Königs Charles II. wirkenden Arzt. Der Medicus soll Condom, Contom oder Conton geheißen, dem König die Verwendung von Hammeldärmen zur Infektions- und Empfängnisverhütung empfohlen und entsprechende „Schutzhüllen“ selbst hergestellt haben, wofür er zum Ritter geschlagen wurde. Da ein Dr. Condom allerdings für die Regierungszeit Charles’ II. (1660-1685) nicht historisch verbürgt ist, stellt das Ganze womöglich nur eine nette Anekdote dar. In der englischen Literatur wird unser Gegenstand, „Condum“, jedenfalls erst in einem Gedicht aus dem Jahre 1706 erwähnt. Eine andere Theorie führt den Begriff „Kondom“ auf das altpersische Wort „kendü“ oder „kondü“ zurück, das sich zum lateinischen „condus“ (im Akkusativ: „condum“) weiterentwickelte und ein „Behältnis“ bezeichnet – in den historischen Kulturen handelte es sich dabei meist um einen Sack aus Tiereingeweiden zur Aufbewahrung von Pflanzensamen (!). Fest steht wohl nur, dass das Kondom nichts mit der Stadt Condom, der Hauptstadt des Armagnac im südfranzösischen Département Gers verbindet, wo das Kondom „capote“ oder schlicht „préservatif“ heißt. Trotzdem pilgern viele Interessierte dorthin, woraufhin hier anno 2005 ein kleines Kondommuseum eröffnete (Musée du préservatif, 4, Rue du Sénéchal, geöffnet von Mitte Juni bis Mitte September). Kleine Zeitreise durch die Kondom-Geschichte Tatsächlich haben Präservative etwas Museales an sich, ihre Geschichte reicht nämlich zurück bis ins alte Ägypten. Der Prototyp des heutigen Latexkondoms wurde erst 1855 von dem US-amerikanischen Chemiker Charles Nelson Goodyear geschaffen, der die Vulkanisierung von Kautschuk mittels Hitze und Schwefel erfunden und das Material damit widerstandsfähig gemacht hatte. Zuvor behalf sich die Menschheit mit Blinddärmen, Harn- und Gallenblasen tierischer Herkunft oder verwendete Penisfutterale aus Leder, Leinen, Ölpapier. Allein schon aus Kostengründen wurden diese Urversionen mehrfach verwendet und bei Bedarf repariert. Naturdarmkondome behaupten bis heute auf dem Weltmarkt eine kleine Nische. Ihre Bedeutung nimmt allerdings infolge BSE weiter ab, da sie meist aus der Kälber- oder Lämmerschlacht stammen. Hinzu kommt, dass sie nicht als Barriere gegen die Erreger von Aids und anderer Krankheiten taugen, also auch in dieser Hinsicht Latexkondomen unterlegen sind. Latex – ein Kunststoff bietet Sicherheit Latex ist gleichwohl nicht das letzte Wort der Kondomindustrie: Neuentwicklungen aus Polyethylen, Polyurethan und Polyisopren sind teils noch dehnbarer oder dünner, allerdings auch um einiges teurer. Zu ihnen greifen in erster Linie Allergiker. Allerdings haben sie keinen Grund, lediglich auf Verdacht umzusatteln und sich von Latex loszusagen. Die Überreaktion ist nämlich in den meisten Fällen gar nicht aufs Material, sondern auf Samenzellen abtötende Substanzen zurückzuführen, mit denen die Latexkondome häufig beschichtet sind. Dazu zählt Nonoxynol-9; die Schweizer Aidshilfe macht das Spermizid für 90 Prozent der allergischen Reaktionen im Genitalbereich verantwortlich. Auch silikonhaltige Gleitmittel kommen als Auslöser infrage. Ein Pluspunkt der Kunststoffkondome ist, dass fett- bzw. ölhaltige Gleitmittel wie Vaseline, Babyöl oder Bodylotion ihnen nichts anhaben können, während Latex durch sie porös wird. Kleine Lektion zur Kondomproduktion Aus Polyurethan, neuerdings auch aus synthetischem Kautschuk (Nitrilbutadien) besteht Femidom®, das Kondom für die Frau, das 1992 Premiere hatte. Verhütung ist bekanntlich meist Frauensache, das ist beim Kondom nicht anders als bei der Anti-Baby-Pille. So wurde schon im alten Griechenland das Ziegenblasenkondom für den sagenumwobenen kretischen König Minos nicht über den Penis gestülpt, sondern in die Scheide eingeführt. Heute im Karneval kann man Präservative sogar auf den Kopf setzen – als Kondommütze aus 100 Prozent Polyester – oder sie als Kostüm anlegen, sogar über den ganzen Körper stülpen. Keine Frage, damit zu verhüten oder sich vor Aids zu schützen, würde auch dem größten Narren nicht einfallen. Doch gemahnt die Maskerade unzweideutig daran, dass Karneval und Kondomgebrauch zusammengehören. Bevor’s auf die Rolle geht, sollte sich jeder „Jeck“ zur Maxime machen: Lieber ein Gummi dabeihaben und keins brauchen als eins brauchen und keins dabeihaben ... GDeußing

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  • #Kautschuk #Innovationen & Erfindungen #Produktgeschichte #Medizintechnik

    Kleine Zeitreise durch die Kondom-Geschichte

    Kondome schützen vor ungewollten Schwangerschaften und sexuell übertragbaren Krankheiten. Die Zeitreise zeigt, wie sich das Präservativ von frühen Hüllen aus Tierdarm zum modernen Latexprodukt entwickelte.

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  • Nylon – zeitlos kleidsam und ungeheuer ansprechend

    Thema des Monats Januar/Februar 2017 Von Guido Deußing Als 1940 in den USA die weltweit ersten Nylonstrümpfe in den Handel kamen, waren binnen eines einzigen Tages fünf Millionen Paar ausverkauft. Entwickelt worden war die Kunstfaser aus Polyamid fast zeitgleich in den Vereinigten Staaten und im damaligen Deutschen Reich, doch Priorität und Patent gebührten den Amerikanern. Warum Erfinder Wallace Hume Carothers trotzdem Selbstmord beging – und was Nylon, das auf dem Weltmarkt einschlug wie eine Bombe, mit der Produktion von Sprengstoff zu tun hat. Vor 80 Jahren genau wurde in den USA das Patent für die Herstellung der ersten Nylon-Kunstfaser angemeldet. „Hör dir das an, wie Gilberte die Beine übereinanderschlägt!“ Vor einem laufenden Tonband zwei Freunde, Bliss und Corey. „Ich hab sie aufgenommen, als sie Nylonstrümpfe trug. Mit Seidenstrümpfen funktioniert’s nicht.“ Bliss spult das Band zurück, spielt die Stelle noch einmal ab: „Wie die Strümpfe aneinanderreiben!“ Corey spitzt die Ohren, der Zuschauer auch – doch zu hören ist beim besten Willen gar nichts. Bliss ist trotzdem ganz aus dem Häuschen ... Eine Szene aus François Truffauts Thriller „Die Braut trug Schwarz“ aus dem Jahre 1968, die zugleich amüsiert und irritiert. Doch durchschaut man als Zuschauer bald, was das Ganze soll: Bliss wird als leicht entflammbarer Lebemann eingeführt – leichte Beute für die verführerische, ihren ermordeten Bräutigam rächende „schwarze Braut“, Paraderolle für Jeanne Moreau, die Bliss später vom Balkon seines Hochhausappartements in den Tod stürzen wird. Die Tonbandszene entlarvt Bliss als versierten Erotiker: Obwohl nichts zu hören ist, bringt die Vorstellungskraft das Testosteron in Wallung, denn Textiles aus Nylon ist nun mal eng mit Sex-Appeal assoziiert, in den Swinging Sixties erst recht. Und einen ganz besonderen Reiz haben nun mal Nylonstrümpfe – ein hauchzartes Nichts, durchsichtig dazu, die Beine umschmeichelnd wie eine zweite Haut: „Eine Frau mutiert zur Nymphe, hüllt sie die Bein’ in Nylonstrümpfe“, könnte Dichtermund reimen. Ihre Vorläufer, Strümpfe aus Wolle und Baumwolle, fand hingegen niemand sonderlich aufreizend. Seidenstrümpfe schon eher, doch aufgrund des hohen Preises taugten sie sich nicht zur Massenware, zumal sie alsbald ihre Form einbüßten und zu Laufmaschen neigten, d. h. rasch durch ein neues Paar abgelöst werden mussten. Erotik hin oder her, Frauenträume im späten 19. Jahrhundert galten vor allem aus praktischen Gründen einer ebenso strapazier- wie bezahlbaren Textilfaser. Und die Chemie nahm den Faden auf: Die Idee der Kunstseide war geboren. Mit Kunstseide fing alles an Wallace Hume Carothers (1896-1937). (Quelle: Wikipedia) Mit einer halbsynthetischen Faser, die aus dem Holzbestandteil Zellulose gewonnen wurde und als Viskose Karriere machte, setzte schon während des Fin de siècle erst in Frankreich, dann in England das Kunstseidenzeitalter ein. Louis Bernigaud de Chardonnet (1839-1924), ein Schüler Pasteurs, hatte Studien an Seidenraupen betrieben und beobachtet, dass die Tiere Zellulose in Form von Maulbeerblättern aufnahmen und in Form eines Seidenfadens wieder abgaben. 1891 gelang es ihm, diesen Vorgang im Labor nachzuahmen. Im darauffolgenden Jahr entdeckten die beiden Engländer Charles Frederick Cross (1855-1935) und Edward John Bevan (1856-1921) den Weg, eine dickere, geschmeidigere Faser herzustellen, die sie Viskose nannten. 1910 errichtete die englische Textilfirma Courtaulds Ltd. in Chester/Pennsylvania Amerikas erste Viskosefabrik, die „American Viscose Company“. Das US-Unternehmen DuPont de Nemours mit Hauptsitz in Wilmington/Delaware versuchte 1916, das Werk zu kaufen, doch wollte sich Courtaulds nicht davon trennen. So kam es 1920 zu einem Joint Venture zwischen DuPont und dem Pariser „Comptoir des Textiles Artificiels“, aus dem die DuPont Fibersilk Company hervorging. Im Mai 1921 produzierte die Firma im Werk Buffalo/New York ihr erstes Garn. Drei Jahre später wurde die Viskosefaser in „Rayon“ umbenannt, eine Wortschöpfung aus englisch „ray“, zu Deutsch: Schimmer, Glanz, und „-on“ (von „cotton“, Baumwolle). Entsprechend firmierte die DuPont Fibersilk Company ab März 1925 als DuPont Rayon Company. Ausgerechnet aufgrund seines Glanzes kam Rayon bei Verbrauchern wie bei Textildesignern allerdings bald aus der Mode. Ein Ersatz musste her, eine neue Kunstfaser mit kommerziell besser verwertbaren Eigenschaften. DuPont setzte große Hoffnungen in das hauseigene Polymerforschungsprogramm unter der Leitung von Wallace Hume Carothers (1896-1937). Die Firmenchefs hatten den promovierten Chemiker im Februar 1928 von der renommierten Harvard University (Cambridge/Massachusetts) losgeeist, an die er im Alter von nur 30 Jahren als Dozent für organische Chemie berufen worden war. Der introvertierte Carothers sagte dem Vorlesungssaal nur zu gern Ade, gleichwohl benötigte DuPont zwei Anläufe, bis es geschafft war, den Hoffnungsträger an sich zu binden. Carothers ließ sich vor seiner Zusage zusichern, in der „Experimental Station“ des Unternehmens nicht unter kommerziellem Erfolgsdruck zu stehen. Schwer vorstellbar, dass dieses Versprechen Bestand hatte, nachdem es darum ging, einen Rayonersatz zu finden, von dem DuPont sich ein Riesengeschäft versprach. Jedenfalls dauerte es bis 1934, bis Carothers und sein Team vermelden konnten, ein Polyamid als vollsynthetische Chemiefaser entwickelt zu haben, und bis zur Marktreife sollten noch vier weitere Jahre ins Land gehen. Kleine Lektion in Chemie Bei Polyamiden handelt es sich um Amine, organische Substanzen aus Säuren und Ammoniakderivaten, die infolge Polymerisation lange, stabile Kohlenstoffketten bilden. Sie weisen hohe Schmelzpunkte auf, die eine Weiterverarbeitung erschweren. Carothers Bestreben war es daher, eine Superpolyamidfaser zu entwickeln, deren Schmelzpunkt niedrig genug für das Verspinnen in großen Mengen, aber auch robust genug für den textilen Gebrauch ist, nicht zuletzt chemischer Reinigung standhält. Ein Vorhaben, das zuerst Donald Coffman, einer von Carothers’ Assistenten, im Mai 1934 erfolgreich in die Tat umsetzte. Die Rezeptur der neuen Substanz war allerdings derart kostspielig, dass die Suche nach einem erschwinglichen Rayonersatz fortgesetzt werden musste. Ende Juli 1934 synthetisierte Wesley Peterson ein Polyamid, das wegen der fünf Kohlenstoffe in seinem Ammoniakanteil und der zehn Kohlenstoffe in seinem Säureanteil „Polymer 5-10“ genannt wurde. Carothers wähnte sich am Ziel, doch die DuPont-Chefs zogen nicht mit, weil sich auf der Zutatenliste u. a. Rizinusöl befand. Bis dato war das Öl des tropischen Rizinussamens ein Billigprodukt, in Gebrauch lediglich als übelschmeckendes Abführmittel. Die Verwendung für die Polyamidproduktion, so die Befürchtung der DuPont-Strategen, würde die Nachfrage nach Rizinus und damit auch den Marktpreis derart in die Höhe treiben, dass das Geschäft mit der neuen Kunstfaser schon bald unrentabel werden dürfte. Die Gewinnerwartung war hoch, also mussten die Produktionskosten niedrig gehalten werden, angefangen bei den chemischen Ingredienzien. Carothers’ Team wurde folglich wieder zurück ins Labor geschickt. Nach weiteren Monaten systematischen Experimentierens stellte schließlich Gérard Berchet, rekrutiert von der Universität Colorado, aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure am 28. Februar 1935 das „Polymer 6-6“ her (jede der beiden Ausgangsverbindungen weist sechs Kohlenstoffatome auf). Qualitativ war es dem „Polymer 5-10“ zwar nicht ebenbürtig und musste überarbeitet werden, befand Carothers. Trotzdem wurde es favorisiert – spätestens nachdem Ammoniakspezialisten im DuPont-Werk Belle/West Virginia ein Verfahren entwickelt hatten, große Mengen des seltenen Hexamethylendiamins aus der gängigen Adipinsäure zu gewinnen. In der Folgezeit wurden über 200 technische Experten hinzugezogen, um die „Faser 66“, wie sie vorerst genannt wurde, zu optimieren. Zunächst einmal musste sie aus absolut reinen Zutaten hergestellt und bei präzise kontrollierter Temperatur geschmolzen werden, um Abscheidungen zu vermeiden. Daran schloss sich das sogenannte Schmelzspinnverfahren an: Die heiße Polyamidschmelze wird gefiltert und in eine Spinndüse gepumpt. Der entstehende Faden wird „verstreckt“, kühlt dabei in Sekundenbruchteilen ab und wird reißfest. Dann wird er gleichmäßig aufgewickelt, appretiert, d. h. mit einem Material beschichtet, das ihn vor mechanischen Beanspruchungen während der Textilproduktion schützt, und schließlich gefärbt. Damals stellte jeder dieser Produktionsschritte die Ingenieure vor neue Probleme – und vertiefte ihre Bekanntschaft mit der, wie sie es ausdrückten, launischen Faser. Ließ sie sich anfangs nur zehn Minuten am Stück spinnen, brachte man es 1937 schon auf 82 Stunden. Nachdem schließlich die erste Charge in der „Experimental Station“ selbst produziert worden war und man die „Faser 66“ in „Nylon“ umgetauft hatte (siehe „Wie Nylon zu seinem Namen kam“), baute DuPont für 8,5 Millionen US-Dollar in Seaford/Delaware eigens eine Nylonfabrik. Diese nahm am 12. Dezember 1939 den Betrieb auf, als der Zweite Weltkrieg die Seidenlieferungen aus Japan einzuschränken begann und schließlich ganz abbrechen ließ. Erst Borsten, dann Beinlinge Marktpremiere hatte das neue Superpolyamid 1938 mit einem recht unspektakulären Produkt: Die Zahnbürste von Dr. West war mit Borsten aus Nylon versehen (späterer Handelsname: „Tynex“), welche die bis dahin verwendeten Wildschweinborsten verdrängten. Die Werbetrommel wurde primär aber für einen anderen Konsumartikel geschlagen, der größere Begehrlichkeiten weckte – die eingangs erwähnten Nylonstrümpfe. Das Premarketing zur New Yorker Weltausstellung nutzte DuPonts Vizepräsident Charles Milton Stine (1882-1954) für Publicity in eigener Sache: Er kündigte die „Nylons“, wie die transparenten Strümpfe bald überall genannt wurden, als „unverwüstliche“ Beinkleidung an, aus Fäden „stark wie Stahl, aber elastischer als jede Naturfaser“. Die Werbung verschwieg, dass auch Nylonstrümpfe nicht immun gegen Laufmaschen (engl. „run“) sind – der Grund übrigens, warum der ursprünglich erwogene Markenname „Norun“ keine Chance hatte (siehe „Wie Nylon zu seinem Namen kam“). Zur Eröffnung der Weltausstellung am 30. April 1939 auf Long Island war Nylon bereits in aller Munde und machte als „EXPO“-Highlight weiter Schlagzeilen: Mannequins führten Nylonstrümpfe von DuPont zum ersten Mal der breiten Öffentlichkeit vor, und als „Prinzessin Kunststoff“ präsentierte sich ein Model, das von Kopf bis Fuß Kleidungsstücke aus Kunstfasern von DuPont trug. Für Furore sorgte außerdem der in einem Nylonstrumpf steckende 10,5 Meter hohe Abguss eines Beins der Schauspielerin Marie Wilson (1916-1972). Bevor die Nylonstrümpfe in den Handel gelangten, versäumte DuPont nicht, die Nachfrage auszuloten. Testverkäufe fanden zunächst bei den eigenen Arbeiterinnen in Seaford statt, die sich Seidenstrümpfe nie hatten leisten können und nun tatsächlich ganz erpicht auf die erschwinglicheren Nylons waren. Erstmals öffentlich verkauft wurden die Strümpfe dann im Kaufhaus Braunstein am Firmenstammsitz Wilmington. Jede Kundin durfte maximal drei Paar kaufen – und bekam sie obendrein nur, wenn sie eine örtliche Anschrift besaß. Auswärtige waren somit genötigt, in Wilmington zu übernachten, um an die begehrte Adresse und an die noch begehrteren Nylons zu kommen. Sämtliche Hotels innerhalb der Stadtgrenzen waren daraufhin ausgebucht – und die Regale mit dem gesamten Ausstoß der Experimental Station binnen kürzester Zeit leergekauft. Auf die gelungene Generalprobe folgte die phänomenale Premiere: Den 15. Mai 1940 rief DuPont zum „Nylon Day“ aus und brachte den „Strumpf aus Kohle, Wasser und Luft“ (Anzeigentext) auf den Markt. Das Startkontingent von fünf Millionen Paar, geliefert nach New York und Philadelphia, war schon nach wenigen Stunden ausverkauft, trotz strenger Limitierung auf nur ein Paar je Kunde. Damit setzte ein beispielloser Siegeszug ein: Nylon veränderte die Konsumgewohnheiten weltweit; Damenstrümpfe wurden zum Massenprodukt und bescherten DuPont in nur sieben Monaten drei Millionen Dollar Gewinn. Der Nylonstrumpf – unverzichtbares Zubehör für Mannequins und Filmstars: Vor 80 Jahren wurde in den USA das Patent für die Herstellung der ersten Kunstfaser angemeldet. (Quelle: istock/Georg Marks) Dem wirtschaftlichen Erfolg tat kein Abbruch, als 1942 mit Kriegseintritt der USA Nylon nur noch für militärische Zwecke hergestellt werden durfte. Aus der Polyamidfaser entstanden nun u. a. Fallschirme (für ein Exemplar wurde so viel Nylon benötigt wie für 2300 Paar Strümpfe), Fliegeranzüge, Moskitonetze und Hängematten. Ein Kriegskorrespondent meldete begeistert: „In einer einzigen Nacht hatten Termiten eine Hängematte aus Naturfasern zerfressen. Der schlafende Soldat fiel in den Dreck. Auf Hängematten aus Nylon hatten Termiten keinen Appetit.“ Auch Nylonstrümpfe wurden noch produziert, allerdings in kleinster Auflage – als Bestechungsmittel der CIA für europäische Informanten ... Nach Ende des Zweiten Weltkriegs nahm DuPont die zivile Nylonproduktion wieder auf. 1950 waren fünf der zehn Produktionsabteilungen von DuPont an der Fertigung von Kunstfasern oder den für ihre Herstellung benötigten Chemikalien beteiligt. Darüber hinaus beanspruchte der erneute Bedarf des Militärs an Nylon und Rayon während des Koreakrieges (1950-1953) die Produktionskapazitäten bei DuPont. Der Gesamtumsatz der Firma hatte 1949 erstmals die Schallmauer von einer Milliarde Dollar durchbrochen, 1951 erreichte er bereits 1,5 Milliarden und 1957 fast zwei Milliarden Dollar. Analog wuchs der Marktanteil künstlicher Textilfasern von weltweit weniger als einem Prozent anno 1950 auf 34 Prozent im Jahr 1967. Heute werden aus Nylon nicht nur Strümpfe gewoben, sondern auch Badeanzüge (Vivana-Nylon), Dessous (Crepeset-Nylon), Taschen und Teppiche. Weniger geläufig ist die Vielseitigkeit der Faser auf nichttextilem Terrain: Nylon eignet sich als reißfestes Material für Angelschnüre, Fischernetze, Schiffstaue oder die Bespannung von Tennisschlägern und sogar als Naht- und Implantatmaterial in der Chirurgie. Zudem existiert neben der Nylonfaser das Nylonharz Zytel, ein ebenso leichtes wie widerstandsfähiges Standardmaterial für Werkzeuge und Maschinen. Die Erfolgsstory, die DuPont mit Nylon geschrieben hat, verlief allerdings nicht ganz so zielstrebig oder geradlinig, wie dieser kleine historische Abriss den Anschein erwecken könnte. Wohin genau die Reise ging, war jedenfalls nicht von vornherein klar – Erfolg lässt sich bekanntlich nicht planen. Ein Zufallsprodukt ist Nylon zwar nicht, doch dass DuPont als Polyamid-Pionier die Nase vorn hatte, beruht nicht allein auf weitblickenden unternehmerischen Weichenstellungen, auch ein Quäntchen Glück war im Spiel. Doch der Reihe nach: Bis Ende des Ersten Weltkriegs hatte DuPont sich vor allem als Sprengstoffproduzent hervorgetan. Das öffentliche Ansehen war dadurch angeschlagen, das Unternehmen als „Händler des Todes“ verschrien. Die Firmenchefs waren bestrebt, das Negativimage abzustreifen, und begannen deshalb, die Produktion verstärkt auf Konsumgüter umzustellen. Dabei wollte man sich allerdings nicht komplett häuten, sondern neue, „unschuldige“ Produktideen eben aus jenem Know-how schöpfen, das man sich bei der Herstellung von Explosivstoffen angeeignet hatte. Die Erforschung deren chemischer Verwandtschaften sollte die DuPont-Produktfamilie gleichsam organisch erweitern, lautete die Losung, für die maßgeblich der schon erwähnte Stine als Leiter der Abteilung Chemie verantwortlich zeichnete. Eine Vision, die Früchte trug: Auf Sprengstoffe folgten Farbstoffe, am Ende des Weges standen Strumpfwaren – vordergründig völlig verschiedenartige Produkte, die chemisch aber in wesentlichen Aspekten übereinstimmten. Der Kundschaft blieb die chemische Verwandtschaft natürlich undurchsichtig, und so waren die neuen Nylons, flankiert von Werbekampagnen, genau die richtige Arznei zur Gesundung des Unternehmensimages: Was könnte in stärkerem Kontrast zu Munitionslieferungen an Soldaten stehen als der Verkauf hauchzarter Strümpfe an Frauen? Deutsche Parallelentwicklung Zuvor, 1938, hatte DuPont eine kleine Schrecksekunde zu überstehen gehabt, als eine Unternehmensdelegation nach Deutschland reiste, um der I.G. Farbenindustrie AG eine Lizenz auf Nylon anzubieten – und mit einer deutschen Parallelentwicklung konfrontiert wurde. Paul Schlack (1897-1987), Chemiker im I.G.-Werk AcetA in Berlin-Lichtenberg, hatte unabhängig von Carothers über Polyamide gearbeitet und im Januar 1938 ebenfalls ein Superpolyamid gefunden. Schlack bediente sich nur eines einzigen Ausgangsstoffs, in dem sowohl die Amin- als auch die Säurekomponente vorhanden waren: e-Caprolactam, das „innere“ Amid der e-Amino-capronsäure. Ein schneeweißes Pulver, optisch Kristallzucker ähnelnd, das Schlack zur Polymerisation brachte, indem er es in einem dickwandigen Glasrohr einschmolz und darin über Nacht im 240 Grad Celsius heißen Ofen ließ. Dabei öffneten sich die Molekülringe und lagerten sich zu hochmolekularen Ketten aneinander. Weil die Aminocapronsäure 6 Kohlenstoffatome besitzt, nannte man die nur aus einer Komponente bestehende Kunstfaser „Polymer 6“, das wie Nylon („Polymer 6-6“) im Schmelzspinnverfahren verarbeitet wird. Das deutsche Polyamid wies technische Eigenschaften auf, die denen des Nylons stark ähnelten. Der Faden war hochelastisch und erheblich reißfester als Naturseide. Die Priorität der amerikanischen Erfindung stand allerdings außer Frage; die I.G. erhielt im Mai 1939 den Nylon-Lizenzvertrag. „Polymer 6“ wurde in Hitlerdeutschland zunächst nur militärisch genutzt. Während des Zweiten Weltkriegs wurden im I.G.-Werk Landsberg an der Warthe Fallschirme daraus gesponnen. In der Nachkriegszeit wurde es dann unter dem Handelsnamen Perlon zum Synonym fürs bundesdeutsche Wirtschaftswunder. Nylon, Neopren, Nagasaki Das düsterste Kapitel der Nylon-Story ist wohl das Schicksal des Nylonerfinders: Wallace Hume Carothers hat weder erfahren, welchen Namen seine Faser schließlich bekam, noch hat er ihren Siegeszug miterlebt. Der chronisch depressive Wissenschaftler nahm sich am 29. April 1937, zwei Tage nach seinem 41. Geburtstag, in einem Hotelzimmer in Philadelphia das Leben. Der geniale Kopf, der für DuPont außer Nylon auch Neopren, also synthetischen Kautschuk, erfand, hatte schon während seines Einstellungsgesprächs vor „einer immer wiederkehrenden neurotischen Beeinträchtigung meiner Leistungsfähigkeit“ gewarnt. Seinem Mitarbeiter Julian Hill hatte er Jahre vor seinem Selbstmord eine Kapsel mit Zyankali gezeigt, die er an der Uhrkette befestigt mit sich herumtrug. Carothers’ melancholisch-morbide Ausstrahlung konnte niemandem verborgen bleiben, doch an Selbstmordneigungen wollte niemand ernstlich glauben, schließlich befand er sich auf der Höhe seines Schaffens und seines persönlichen Ruhms. Am 30. April 1936, fast auf den Tag genau ein Jahr vor seinem Freitod, war Carothers in die angesehene Nationale Akademie der Wissenschaften berufen worden; keinem für die Industrie forschenden Wissenschaftler war diese Ehre jemals vorher zuteilgeworden. Sich im Erfolg zu sonnen entsprach jedoch nicht Carothers’ Naturell, zumal er im Zenit schon die Dämmerung anbrechen sah: Synthetischer Kautschuk und Kunstseide seien genug für ein Menschenleben, soll er einem Freund anvertraut haben. Kolportiert wird auch, ihn habe die Furcht geplagt, niemals wieder einen guten Einfall zu haben. Was Carothers erspart blieb, war das Erlebnis des Zweiten Weltkriegs, insbesondere die Atombombenabwürfe der US-Luftwaffe auf Hiroshima und Nagasaki am 6. und 9. August 1945, in die sein Arbeitgeber verstrickt war: DuPont hatte sich ab 1942 in Geheimlaboren am Manhattan-Projekt der US-Regierung zur Erzeugung waffenfähigen Plutoniums beteiligt (s. Manhatten-Projekt und DuPont-Geschichte ), woraus das Buch zur Firmengeschichte des Nylon-Giganten übrigens keinen Hehl macht (Adrian Kinnane, „Du Pont: Von den Ufern des Brandywine zu ‚Miracles of Science‘. Bad Homburg: Du Pont de Nemours (Deutschland)/Westerngrund: Büttner Offsetdruck 2002, 60 S.). Apropos: Wie Nylon zu seinem Namen kann Carothers nannte sein Superpolyamid „Faser 66“. Die Unternehmensleitung fand die Bezeichnung nicht werbewirksam genug und berief ein Namenskomitee ein, das es auf fast 400 Vorschläge brachte. Keine Mehrheit fand „Duparooh“, eingebracht von Ernest Knight Gladding (1888-1958), dem Leiter der Abteilung Rayon. Das Akronym wurde als schlichter Scherz aufgefasst, denn es stand für „DuPont Pulls A Rabbit Out Of the Hat“ („DuPont zieht ein Kaninchen aus dem Hut“). Zu wenige Fürsprecher hatten auch „Wacara“ zu Ehren von Wallace Carothers oder „Delawear“, ein Amalgam aus „to wear“ und Delaware, dem Bundesstaat, in dem DuPont die Polyamidfaser produzierte. Ebenso abgelehnt wurden „Dusilk“, „Rayamide“ und „Silkex“. Gladding schlug daraufhin „Norun“ vor. Das klang gut und bedeutete „keine Laufmaschen“, was allerdings nicht der Wahrheit entsprach – der Name wurde wieder verworfen. „Norun“ wurde kurzerhand zu „Nuron“, denn „nu“ klingt wie „new“. Allerdings drohte die Verwechslung mit einem Nerventonikum („Neuron“). Gladding ersetzte das „r“ durch ein „l“ und das „u“ erst durch ein „i“, dann durch ein „y“ – das Kunstwort „Nylon“ war geboren. Eine im Grunde sinnfreie Komposition fürs Ohr, der nachträglich Bedeutungen untergeschoben wurden, die der Wortfindung angeblich schon vorauslagen. Eine Lesart lautet, „Nylon“ sei hergeleitet aus „New York“ und „London“, weil zwei Chemiker sich das Wort auf einem Interkontinentalflug von der einen Metropole in die andere ausgedacht hätten. Alternativ wird behauptet, DuPont habe die Bezeichnung „Nylon“ gewählt, um die japanische Industrie zu provozieren, der durch die neue Kunstfaser Einbußen beim Seidenexport ins Haus standen – hinter „Nylon“ verbirgt sich demnach „Now You’ve Lost, Old Nippon“ ...

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  • #Elektronik #Innovationen & Erfindungen

    Kunststoffe leiten keinen Strom? Pustekuchen – sie können es doch!

    Kunststoffe gelten eigentlich als elektrische Isolatoren. Doch leitfähige Polymere können Strom transportieren und werden heute unter anderem in Displays, LEDs und Solarzellen eingesetzt.

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  • "Kuli" ummantelt von Biokunststoff

    Die Hülle des Kugelschreibers besteht aus einem biobasierten Kunststoff, den Nachwuchsforscher des IfBB in Hannover entwickelt haben. Foto: Schneider Schreibgeräte GmbH Mit dem „Slider Xite“ der Schneider Schreibgeräte GmbH kommt in diesen Tagen ein Kugelschreiber auf den Markt, dessen Hülle zu 90 Prozent aus biobasiertem Kunststoff besteht. Den Werkstoff auf Basis von Polymilchsäure (PLA) haben Wissenschaftler um V.-Prof. Dr.-Ing. Andrea Siebert-Raths von der Forschernachwuchsgruppe des IfBB - Instituts für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe an der Hochschule Hannover entwickelt und seine Verarbeitung zur fertigen Kugelschreiberhülle zusammen mit ihrem Industriepartner optimiert. Mit seiner robusten Hülle ist der Kugelschreiber dem täglichen Einsatz im Alltag gewachsen und sticht zugleich optisch mit seiner strahlenden weißen Farbe heraus. Bei der Wahl eines geeigneten Materials für den Kugelschreiber haben die IfBB-Forscher aber nicht nur auf die Materialeigenschaften geachtet, sondern auch auf die Verarbeitungseigenschaften des Materials. Die Anforderungen der Schneider Schreibgeräte GmbH an die Materialien für ihre hochwertigen Produkte sind hoch. Daher entwickelten die Wissenschaftler des IfBB zunächst Materialien auf das Anforderungsprofil hin. Mehrere dieser Materialien wurden dann direkt an den Spritzgießmaschinen der Schneider Schreibgeräte GmbH verarbeitet. Das Familienunternehmen aus dem Schwarzwald unterzog die probeweise hergestellten Schreibgeräte nun spezieller Prüfungen. Schon bald kristallisierte sich das Material mit der kürzesten Zykluszeit sowie einer auffällig guten Oberflächenbeschaffenheit und hohem Glanz als Favorit heraus. Das IfBB-Blend HD130x besticht zudem durch seinen hohen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen, den die Zertifizierungsgesellschaft DIN CERTCO der TÜV Rheinland Gruppe und des DIN-Instituts bestätigt hat. Dank einer hohen Wärmeformbeständigkeit kann die Kugelschreiberhülle beim Transport auch höheren Temperaturen über 60 °C ausgesetzt werden, ohne sich zu verformen. Mithilfe der Forschungsergebnisse der IfBB-Wissenschaftler und durch den Bau eines neuen Spritzgieß-Werkzeugs konnte der Schreibgeräte-Hersteller den Verarbeitungsprozess optimal an den biobasierten Kunststoff anpassen. Mit dem Kugelschreiber „Slider Xite“ ist nach der fairen Computermaus des Vereins Nager IT und der nachhaltigen Zahnbürste der Firma SWAK Experience UG nun ein weiteres Alltagsprodukt im Handel, bei dem ein Biowerkstoff der IfBB-Forschernachwuchsgruppe zum Einsatz kommt. Damit haben die Wissenschaftler ein wichtiges Ziel ihrer Forschung erreicht. Gemeinsam mit ihren Partnerunternehmen entwickelt und verbessert die Forschernachwuchsgruppe speziell auf die Produkte ihrer Industriepartner zugeschnittene biobasierte Verbundwerkstoffe. Neben der technischen Umsetzung steht auch die unternehmerische Umsetzung im Fokus der Forscher. Sie befassen sich daher sowohl mit der ökonomischen als auch ökologischen Material- und Produktbetrachtung. Die Forschernachwuchsgruppe berät zudem bei Fragen zu Kommunikation und Marketing von Produkten aus biobasierten Kunststoffen. Polymilchsäure (Polylactic Acid) Polymilchsäure (Polylactic Acid) ist einer der am häufigsten eingesetzten biobasierten Kunststoffe. Unter anderem werden bereits Büro-Utensilien, Textilien, Autoteile und medizinische Implantate aus PLA hergestellt. Im Unterschied zu erdölbasierten Kunststoffen stammen die Ausgangsstoffe von PLA aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke oder Zucker. Mikroorganismen wandeln die Ausgangsstoffe in Milchsäure um. PLA besteht aus langen Ketten dieser Milchsäure-Ringe (Lactide). Je nach Kombination der Lactide entstehen Kunststoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften. Durch Zugabe von Additiven, Fasern oder Reststoffen und durch die Wahl der Verarbeitungsmethode passen Ingenieure die PLA-Kunststoffe weiter für ihren jeweiligen Einsatz an.

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  • Mit Kunststoff wohlig warm im Winter

    Thema des Monats Von Guido Deußing Der Klimawandel bringt es mit sich: Die Winter werden milder, und nur dann und wann legt sich auch auf breiter Fläche in Mitteleuropa eine zusammenhängende Schneedecke aus. Allerdings, davon darf man sich nicht beirren lassen, bleibt der Winter nach wie vor – zumindest auf der nördlichen Hemisphäre – die kälteste Jahreszeit. Die Zeit, in der man gerne in der wohlig warmen Stube sitzt. Kunststoffe helfen, die Wärme zu halten und Ausgaben für die Heizung zu reduzieren. Aus einem ungedämmten Einfamilienhaus, gebaut in den 1960er-Jahren, entweichen über Außenwände, Keller und Dach bis zu zwei Drittel der Heizwärme ins Freie. Nutzlos vergeudet werden dabei jedes Jahr etwa 2000 Liter Heizöl. Um den Wärmeverlust zu verhindern und den Energieeinsatz zu vermindern, benötigen Häuser einen soliden Mantel aus modernen Dämmstoffen. Diese richten weit mehr aus als selbst die dicksten Wände: Eine gut einen Meter dicke Betonwand erzielt keine höhere Dämmwirkung als handelsübliches Dämmmaterial von lediglich zwei Zentimetern Stärke. In sogenannten Passivhäusern mit einer an die 40 Zentimeter dicken Dämmschicht muss von daher so gut wie gar nicht geheizt werden – für eine behagliche Raumtemperatur sorgt hier vorrangig die „Abwärme“ der Bewohner. Als klassische Dämmstoffe zum Einsatz kommen u. a. natürliche organische Materialien wie Holzfasern, Zellulose, Hanf, Flachs, Kokos, Schilf; synthetische anorganische Materialien wie Mineralwolle (Steinwolle, Glaswolle) und Mineralschaum (Porenbeton, Bimsstein, Kalziumsilikat, Schaumglas, Blähperlite); synthetische organische Materialien, insbesondere Hartschaum aus Polystyrol oder Polyurethan. Nachwachsende, natürliche Materialien sind für die Wärmedämmung im Innenbereich von Häusern geeignet, taugen aber kaum für die Außendämmung, weil sie viel Wasser aufnehmen und leicht entflammbar sind. Ein weiteres Kriterium, das über die Eignung von Dämmmaterial entscheidet, ist möglichst geringe Wärmedurchlässigkeit. Ein guter Dämmstoff setzt thermischer Energie einen hohen Widerstand entgegen, leitet also Wärme nur schlecht. Die Wärmeleitfähigkeit wird in Watt je Kelvin und Meter angegeben, abgekürzt W/(mK). Im Bauwesen spricht man vom sogenannten Lambda-Wert (λ). Je kleiner die Wärmeleitzahl, desto besser folglich die Dämmwirkung des Materials: Holzwolle: 0,09 Kalziumsilikat: 0,065 Blähperlit: 0,05 Kokosfaser: 0,045 Mineralwolle: 0,04 Polystyrol (PS): 0,035 Polyurethan (PU): 0,025 Polyisocyanurat (PIR): 0,023 Der wichtigste vollsynthetische Kunststoff auf dem Gebiet der Wärmedämmung ist geschäumtes Polystyrol. Als Grundstoff fungiert Styrol (C8H8) aus der Erdölraffinerie, erzeugt aus Benzol (C6H6) und Ethylen (C2H4). In Gegenwart von Katalysatoren oder erhöhten Temperaturen polymerisiert Styrol zu Polystyrol: Die Monomere reihen sich zu Makromolekülketten aneinander; das Material wird unverrottbar, die Wasseraufnahmekapazität sinkt. Am weitesten verbreitet ist expandierter Polystyrolhartschaum (EPS). Bei der Herstellung wird Polystyrolgranulat („Gries“) verwendet, in das Pentan (C5H12) als Treibmittel eingearbeitet wurde. Durch Erhitzen auf über 90 Grad Celsius verdampft das Pentan und schäumt das Grundmaterial auf das 20- bis 50-Fache seines Volumens auf. Im Zuge einer weiteren Heißluftbehandlung lassen sich dann Blöcke, Platten und andere Formteile aus EPS fertigen. Extrudierter Polystyrolhartschaum (XPS) wird als kontiniuierlicher Schaumstoffstrang hergestellt. In einem Extruder wird Polystyrol aufgeschmolzen und nach Zugabe des Treibmittels Kohlendioxid (CO2) unter hohem Druck durch eine formgebende Öffnung gepresst (Extrusion). Hinter der Düse baut sich dann der XPS-Strang auf. Dessen Dicke lässt sich mit der Breite der Extruderöffnung entsprechend variieren. Alterungs- und feuchtebeständig sowie nur gering wärmeleitfähig, genügen EPS wie XPS höchsten Anforderungen an die Wärmedammung. Allerdings gilt es beide Schaumstoffe gegen UV-Strahlen abzuschirmen, denn Sonnenlicht macht sie spröde und lässt sie vergilben. Die Ökobilanz wird geschmälert durch den Einsatz der genannten Treibmittel. So trägt Pentan zum Sommersmog bei, in die Stratosphäre gelangt es aber nicht. In Deutschland nicht mehr verwendet werden teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HFCKW), die früher bei der Herstellung von XPS eine Rolle spielten. Zur Nummer eins unter den Dämmstoffen stieg Polystyrol bereits in den 1960er-Jahren auf. Allseits bekannt wurde es damals unter dem Handelsnamen Styropor. Erfunden worden war der federleichte Werkstoff (Luftanteil in den Poren: bis zu 98 Prozent) bereits 1949 von Fritz Stastny (1908-1985), einem Chemiker bei der BASF in Ludwigshafen. Dem Unternehmen ist es neuerdings gelungen, EPS zu Neopor weiterzuentwickeln und damit die Wärmeleitfähigkeit des Materials auf 0,032 W/(mK) zu drücken. Bewirkt hat dies der Zusatz von Graphitpartikeln im Rohgranulat. Die deswegen silbergrau schimmernden Schaumstoffplatten absorbieren nun zusätzlich Infrarotstrahlen; der Transport thermischer Energie wird so weiter vermindert. Neoporplatten können daher bis zu 30 Prozent dünner sein als herkömmliche Polystyrolplatten und ermöglichen deutlich schlankere Dämmkonstruktionen. Schaumstoffe aus Polyurethan (C3H8N2O) werden im Bauwesen ebenfalls als Materialien zur Wärmedämmung geschätzt. Sie entstehen aus der Polyadditionsreaktion von Diolen bzw. Polyolen mit Polyisocyanaten (Treibmittel). Die Reaktionsmischung wird in Formen gegossen, in denen sowohl das endgültige Verschäumen als auch der Härtungsprozess unter Druck und Erwärmen vor sich gehen. Zum Schluss werden die Schaumblöcke zu Platten oder Folien geschnitten. Als Hartschaum wird Polyurethan auf Flach- wie Steildächern als Dämmstoff eingesetzt, der wie Polystyrol vor UV-Licht geschützt werden muss. Das Patent für die Herstellung von Polyurethan wurde 1937 erteilt. Erfinder ist Otto Bayer (1902-1982), Chemiker der I.G. Farbenindustrie in Leverkusen. Als Dämmstoff zum Einsatz kam Polyurethan ab den 1950er-Jahren u. a. in Gebäuden, Frachtcontainern und Kühlschränken. Der weltweite Verbrauch lag 2007 bei über 12 Millionen Tonnen und nimmt weiter zu. Mit Polyurethan verwandt, aber chemisch und thermisch stabiler ist der Kunststoff Polyisocyanurat. Der Anteil von Diphenylmethan-4,4′-diisocynat (MDI) ist höher als bei Polyurethan. Weiterhin wird als Reaktionspartner ein Polyesterpolyol anstelle eines Polyetherpolyols verwendet. Als Strukturelement kommt in Polyisocyanurat die tautomere Isocyanursäure (1,3,5-Triazin-2,4,6-trion) vor. Polyisocyanurat wird in Form von Hartschaumplatten als Dämmmaterial zur Wärmeisolation von Gebäuden verwendet. Mit 0,023 W/mK ist seine Wärmeleitfähigkeit eine der geringsten und damit besten unter den klassischen Dämmstoffen. Zwecks noch effizienterer Wärmedämmung erforscht das Netzwerk Innovative Dämmtechniken, angeschlossen der in Kiel ansässigen Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen (www.arge-sh.de), u. a. den Einsatz von Vakuumdämmplatten, auch Vakuum-Isolations-Paneele (VIPs) genannt. Mit VIPs lassen sich Wärmeleitfähigkeiten zwischen 0,003 und 0,008 W/mK erzielen. Das bedeutet: Eine nur 20 Millimeter starke Vakuumdämmplatte ersetzt eine zehnmal so dicke Styroporplatte. Vom Aufbau erinnert die VIP an eine Thermoskanne: gasdichte Hülle, Vakuum und Stützkern. Als Stützmaterial eignen sich beispielsweise offenporige Kunststoffschäume (Lambda-Wert: 0,008 W/mK); als Hüllmaterial werden standardmäßig mit Aluminium bedampfte Kunststofffolien verwendet. Der verbesserte Dämmeffekt geht in erster Linie auf das Konto des Vakuums; bricht es zusammen, weil die Hülle beschädigt wurde, steigt die Wärmeleitfähigkeit drastisch an, d. h. die VIP büßt ihren Nutzen nahezu vollständig ein. Auch außer Haus lassen uns Kunststoffe im Winter nicht im Stich: Der Kälte trotzt Thermobekleidung aus synthetischen Textilfasern, allen voran Polyester. Das Material vereist nicht, ist wind- und wasserdicht. Und es hält den Körper ebenso warm wie trocken, denn es leitet Schweiß und Kondensationfeuchtigkeit weiter, sodass beides verdunsten kann. Auch Polyacryl und Polyamid (Nylon) finden in Kälteschutzkleidung Verwendung. Speziell Regenanzüge, Handschuhe oder Stiefel sind nicht selten mit Polyvinylchlorid (PVC) beschichtet. Strapazierfähigkeit und Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen sind unübertroffen – weder Säuren noch Temperaturen bis zu minus 50 Grad Celsius können ihm etwas anhaben. Im kommenden Jahr wird PVC bereits 100 Jahre alt: 1912 gelang Fritz Klatte (1880-1934), Chemiker bei Griesheim Elektron, später Hoechst AG, die Polymerisation von Vinylchlorid (C2H3Cl). Die Entwicklung eines verkaufsfähigen Produkts scheiterte allerdings, Griesheim Elektron gab Klattes Patente anno 1926 auf. Im Sterbejahr des Erfinders gelang der BASF dann die Herstellung von PVC, das sich nicht mehr zersetzt. Nach 1945 wurde PVC zum meistproduzierten Kunststoff der Welt und trat seinen Siegeszug als Fensterrahmen, Bodenbelag und – nicht zuletzt – als Schallplatte an. Übrigens: In Sachen Berufskleidung ist Kälteschutz nicht nur im Winter Thema: Wer in Kühlhäusern oder Kältelaboratorien Dienst tut, trägt ganzjährig Spezialkleidung nach DIN EN 342 („Kleidungssystem zum Schutz gegen Kälte“). Gelegentlich sind vergleichbare Maßnahmen sogar in der Freizeit ratsam: Um nicht auszukühlen, schlüpfen Wassersportler wie Taucher und Surfer in Ganzkörperanzüge aus Polychloropren (Chloropren-Kautschuk), besser bekannt unter den Markennamen „Neopren“ (Hersteller: DuPont) oder „Baypren“ (Hersteller: Lanxess). Produziert wird es durch Polymerisation von Chloropren (2-Chlor-1,3-butadien; C4H5Cl). Vulkanisation macht es chemisch beständig und widerstandsfähig gegen Witterungseinflüsse. Anders als die meisten anderen ungesättigten Elastomere lässt sich Polychloropren nicht mit Schwefel vulkanisieren; zum Einsatz kommen stattdessen Metalloxide (ZnO, MgO). Wird das Vulkanisat schlussendlich mithilfe chemischer Treibmittel geschäumt, nimmt es jene Eigenschaften an, die es zur Thermoisolierung prädestinieren. Mit vulkanisiertem Gummi (Erfinder: Charles Goodyear, 1800-1860) stand bereits 1839 ein robustes wasserdichtes Material für Tauchanzüge zur Verfügung. Auf dessen Thermoeigenschaften kam es dabei nicht an, denn die Taucher konnten in diesem Trockenanzug wärmendes Wollzeug tragen. In dem heute gebräuchlichen Nassanzug aus Neopren (1930 erfunden, seit 1954 auf dem Markt), bleiben Taucher hingegen nicht trocken und tragen besser nichts drunter. In den Anzug dringt nämlich Wasser ein – keine Panne, sondern Kalkül: Durch Bewegungszirkulation soll es zu einem Wärmeaustausch mit der Umgebung kommen. Das ist natürlich nur in wärmeren Gewässern wie dem Roten Meer oder dem Indischen Ozean ein Vergnügen. Fürs Tauchen in kälteren Meeren verwenden Profis einen Spezialanzug, in den heißes Wasser geleitet wird. Praktikabler ist ein sogenannter Halbtrockenanzug, der sogar zum Eistauchen geeignet ist. Dichtmanschetten verhindern hier den Wasseraustausch; die Wärmeisolierung übernimmt wie beim Nassanzug das Neopren.

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  • Kunststoff aus Strom und Selters

    Forscher wollen aus Kohlendioxid, Wasser und grünem Strom Ethylen herstellen – ein wichtiger, bislang vornehmlich aus Erdöl gewonnener Ausgangsrohstoff für die Herstellung einer großen Bandbreite von Kunststoffen. Plastiktüten und andere Produkte aus Kunststoff werden aus Ethylen hergestellt – genauer gesagt: aus Polyethylen. 140 Millionen Tonnen des kohlenstoffbasierten Chemierohstoffs werden jährlich weltweit produziert. Erdöl ist der Rohstoff Nummer eins dafür. Das Produktionsverfahren bei Temperaturen um 800 °C ist energieintensiv und wenig nachhaltig. Forscher Technischen Universität Berlin wollen nun mit weiteren Partnern eine nachhaltige Alternative dazu entwickeln: die Produktion von Ethylen aus Sprudelwasser – also Kohlendioxid und Wasser – und regenerativem Strom. Prof. Dr. Peter Strasser und sein Team von der TU Berlin, die sich mit der elektrochemischen Katalyse befassen, starten mit weiteren Partnern aus Hochschulen und Industrie das im Rahmen des BMBF-Programms „CO2Plus – Stoffliche Nutzung von CO2“ geförderte Verbundprojekt „eEthylen“. Eine neuartige, komplexe elektrochemische Technologie soll es ermöglichen, aus Kohlendioxid und Wasser Ethylen zu synthetisieren, dessen Nebenprodukt ausschließlich reinster Sauerstoff ist. So werden im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren keine umweltschädlichen Nebenprodukte freigesetzt. Die benötigte Energie wird elektrisch zugeführt und stammt aus erneuerbaren Quellen. Chemische Katalyse ohne schädliche Nebenprodukte Eine große wissenschaftliche Herausforderung liegt im Design der Materialien für die Elektroden an beiden Enden der Elektrolysezelle. Die Nanostruktur des Materials muss das komplexe Netzwerk chemisch gekoppelter Einzelreaktionen des Gesamtprozesses so organisieren können, dass Kohlendioxid- und Wassermoleküle schnell, ohne Nebenprodukte und ohne großen Energieverlust zu Ethylen reagieren können. Schnelle Umsetzung für die industrielle Anwendung Die Erkenntnisse der Forschungen sollen dabei direkt in die industrielle Entwicklung einfließen und so helfen, technische Verfahren zu entwickeln und zu optimieren. Die Beteiligung von Großunternehmen ermöglicht eine schnelle Umsetzung in die industrielle Anwendung. Als wissenschaftliche Partner sind außer der TU Berlin die Ruhr-Universität Bochum und das Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg am Projekt beteiligt, als industrielle Koordinatoren die Unternehmen Evonik Resource Efficiency GmbH und Siemens AG. Das Gesamtfördervolumen des Verbunds beträgt 1,5 Millionen Euro. Knapp eine Viertelmillion Euro geht an die TU Berlin.

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