Bakelit
Bakelit ist ein duroplastischer Kunststoff auf der Basis von Phenolharz, der 1905 von dem belgischen Chemiker Leo Hendrik Baekeland entwickelt und nach ihm benannt wurde. Der hitzestabile Phenoplast-Werkstoff Bakelit war der erste industriell produzierte Kunststoff. Bakelit-Formteile werden durch Formpressen und Aushärten eines Phenolharz-Füllstoff-Gemisches in einer beheizten Form hergestellt.
Bakelite und Bakelit sind eingetragene Marken der Momentive Specialty Chemicals GmbH (früher Hexion Specialty Chemicals).[1]
Geschichte
Baekeland experimentierte Anfang des 20. Jahrhunderts mit Phenol und Formaldehyd. Er entdeckte, dass diese Stoffe in einer exothermen Reaktion zu einem Kunstharz polymerisierten. Nach Entfernen des entstehenden Wassers lässt sich die noch weiche warme Masse (so genannte Pressmasse) in Formen pressen und durch Wärme und Druck härten. Für das entsprechende Verfahren wurde 1907 ein Patent erteilt.[2]
Am 5. Februar 1909 stellte Baekeland seine Entdeckung im New Yorker Club der Chemiker an der 55. Straße unter dem Namen Bakelit vor.[3]
Baekeland erkannte schnell die neuen Eigenschaften des Materials und gründete am 25. Mai 1910,[4] zusammen mit Julius Rütgers (Gründer der RÜTGERS-Werke), die Bakelite GmbH in Erkner bei Berlin. Phenol fiel zu dieser Zeit noch in großen Mengen als Abfallprodukt der Steinkohlendestillation an, und Baekeland begann, Bakelit in großen Mengen zu produzieren. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde der Firmensitz nach Iserlohn-Letmathe verlegt. 1957 begann die Phenolharz-Produktion in Duisburg-Meiderich, wo seit 1959 auch Epoxidharze produziert werden. 1976 kam das Werk Frielendorf bei Kassel (ehemals Hoechst AG) hinzu. Ende der 1980er Jahre begann die Bakelite AG mit dem Erwerb von Gesellschaften im europäischen Ausland. Ende April 2005 wurde die Bakelite AG von Borden Chemical Inc. mit Sitz in Ohio gekauft, welche wiederum die zwei Geschäftsbereiche Resolution Performance Products LLC und Resolution Specialty Materials LLC zu der Hexion Specialty Chemicals Inc. fusionierte. Zu diesen fusionierten Geschäftsbereichen gehörte auch die ehemalige Bakelite AG, die somit in Hexion aufgeht, welche zu den weltweit führenden Herstellern duroplastischer Kunststoffe zählt.
Herstellung
Die Polykondensation beginnt säurekatalysiert mit folgender Reaktion:
Das gebildete Dimer 3 kann dann erneut unter Einfluss einer Säure mit Phenol 1 und Formaldehyd 2 unter Wasserabspaltung reagieren. So bildet sich ein Trimer. Durch viele weitere derartige Kondensationsreaktionen entsteht dann schließlich Bakelit, ein vernetztes Makromolekül.
Eigenschaften
Nach Abkühlung und Aushärtung des Kunststoffes ist dieser widerstandsfähig gegen mechanische Einwirkungen, Hitze und Säuren. Im Gegensatz zu Thermoplasten lässt sich Bakelit auch durch Erwärmen nicht wieder verformen. Phenolharze neigen zum Nachdunkeln und sind daher meist dunkelbraun oder schwarz eingefärbt.[5] In den Pressmassen enthalten sind meist diverse Zuschlagstoffe, wie Holzmehl, Gesteinsmehl oder Textilfasern. Der Kunststoff ist ziemlich spröde – oft genügt schon ein Aufprall auf den Boden, um Gegenstände aus dem Material zerspringen zu lassen.
Bakelit ist außerdem sehr langlebig. Im Zweiten Weltkrieg verlor die U.S. Navy ein Bauteil aus Bakelit mit der Aufschrift VP-101. Es trieb 60 Jahre im sogenannten Müllstrudel des Pazifik, bevor es von einem Laysanalbatros verschluckt wurde.[6]
Verwendung
Nach Auslaufen des „Druck-Wärme“-Patents im Jahr 1927 breitete sich die Produktion schnell aus – in den 1930er Jahren gab es bereits mehrere Hundert Presswerke und Hersteller von Phenolharzpressmassen in Deutschland. Wesentlich war dabei die „Typisierung“ der Pressmassen und der Presswerkserzeugnisse durch einen Verein der Hersteller.
Es wurde und wird zur Herstellung von Haushalts- und Küchengegenständen (Griffe für Pfannen und Kochtöpfe u. a.), Telefonen (Modell W48), Ziergegenständen, Modeschmuck, Waffen (Beschläge), Büroartikeln, Lichtschalter- und Steckdosen-Gehäusen, Gleiskörper für Modelleisenbahnen von Trix Express (1935 bis 1955) sowie generell als elektrisches und thermisches Isolationsmaterial eingesetzt. Diese Eigenschaften prädestinierten Bakelit auch zum Einsatz in Kraftfahrzeugen (Zündspulen- und Zündkerzenstecker, Verteilerkappen, Isolierung von Vergasern und Kraftstoffpumpen gegenüber heißen Motorbauteilen).
Phenol-Formaldehydharz wird heute noch in Anwendungen eingesetzt, bei denen mechanische und thermische Belastbarkeit, Brandresistenz und chemische Beständigkeit der Bindung gefordert werden, zum Beispiel in Schleifscheiben, Reibbelägen, Filterpapieren, Feuerfest-Materialien, Isolationsmaterialien, Maschinen-Bedienelementen und zur Imprägnierung beziehungsweise Tränkung von Holz- und Papierwerkstoffen (z. B. Leiterplatten).
Produkte aus Bakelit sind wegen ihres Designs und ihrer Bedeutung für die Alltagskultur und die Industriegeschichte heute vielfach gesuchte Sammlerstücke. Viele Liebhaber sagen, dass Bakelit im Gegensatz zu modernen Kunststoffen ein besseres Griffgefühl erzeuge.
Siehe auch
- Pertinax (Hartpapier), Basismaterial für Leiterplatten
- Novotex (Phenolharz-Faserverbundwerkstoff)
- Phenoplast (chemische Bezeichnung für phenolbasierte Harze)
- Vulkanfiber oder Cottonid (Papierfaserverbundwerkstoff), wurde nach dem Zweiten Weltkrieg oft als Ersatzmateríal für Bakelit verwendet
- historisches Telefon Typ W48 mit Bakelitgehäuse
- andere Duroplaste:
- Melaminharz (ein Aminoplast, in Weiß herstellbar, z. B. das W48 in „Elfenbein“)
Literatur
- L. H. Baekeland: Bakelit, ein neues synthetisches Harz. In: Chemiker-Zeitung 35, Nr. 33, 1909, S. 317–318.
- Dietrich Braun, Gerd Collin: 100 Jahre Bakelit. In: Chemie in unserer Zeit Bd. 44, Nr. 3, 2010 ISSN 0009-2851, S. 190 - 197
Weblinks
Commons: Bakelit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Bakelit – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen- Amsterdam Bakelite Collection
- Hexion Specialty Chemicals, Ohio
- Deutsches Bakelitmuseum/ Deutsches Duroplastmuseum
- Genter Bakelitmuseum
- Bakelitmuseum - Das Material für 1000 Zwecke
- Bakelit100 - Die Wanderausstellung
Einzelnachweise
- ↑ Registernummer 505667 Registerauskunft Deutsches Patent- und Markenamt
- ↑ Römpp CD 2006. Georg Thieme Verlag, 2006.
- ↑ Irene Meichsner: Aufbruch ins Kunststoffzeitalter. In: Kalenderblatt. Deutschlandfunk 5. Februar 2009.
- ↑ Firmengeschichte auf der ehemaligen Homepage der Bakelite AG.
- ↑ Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher (Hrsg.): Lexikon der Chemie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2001.
- ↑ Oceans of Waste. Seattle Times, 23. April 2006, abgerufen am 24. Januar 2010 (englisch).