Celluloseester

Dieser Kunststoff ist jedem Kleinkind bekannt. Akribisch wird die transparente Röhre an den Enden eines Schnürsenkels mit dem Fingernagel aufgeritzt und das Faserbündel von der Umklammerung befreit. Der Spaß kann beginnen! In den Mund nehmen, dran saugen oder einfach nur zerfleddern. Toll! Kaum einem Kind ist bewusst, was diese Röhre eigentlich am Schnürsenkel zu suchen hat. Und dass sie aus einem ganz besonderen Kunststoff hergestellt wird, schon mal gleich gar nicht. Die zur Röhre geklebte Folie besteht in aller Regel aus einem Celluloseester. Dies ist der Oberbegriff für eine Kunststoffsorte, die nicht auf Basis von Rohöl entsteht sondern durch Abwandlung von Cellulose. Diese wird aus Baumwolle, Nadel- oder Laubhölzern gewonnen und ist der Grundstoff für die moderne Papierproduktion.

Eigenschaften

Zu den Celluloseestern zählen Celluloseacetat (CA), Cellulosetriacetat (CTA), Cellulosepropionat (CP) und Celluloseacetobutyrat (CAB). Dies sind amorphe, also klar transparente Kunststoffe mit thermoplastischen Merkmalen (Lichtdurchlässigkeit: 90 %). Die Dichten der verschiedenen Sorten liegen zwischen 1,17 g / cm³ und 1,29 g / cm³. Während CA und CTA aus der Reaktion von Cellulose mit Essigsäure hervorgehen, ist bei Celluloseacetobutyrat Ethan- und Buttersäure für die Polymerbildung verantwortlich. Das Cellulosemolekül ist sehr steif. Daher werden Celluloseestern zur Beeinflussung der Qualitäten für Anwendung und Verarbeitung Weichmacher beigemischt. Auf Grund der hohen Schlagzähigkeit und guten Festigkeit sind sie besonders zur Einbettung von Metallteilen geeignet. Die Oberflächen sind stark glänzend, kratzfest und weisen einen selbstpolierenden Effekt auf. Celluloseester sind dauerhaft verwendbar bis etwa 100 °C, beständig gegen Wasser, Mineralöle, schwache Säuren und Fette aber nicht zugelassen für den Kontakt mit Lebensmitteln. CA-Fasern schimmern edel und sind mit Seide vergleichbar. Sie knittern wenig, sind dehnbar und nehmen wenig Wasser auf. Ihre Beständigkeit gegen äußere Witterungseinflüsse ist gut. Bakterien und Pilze können dem Material nichts anhaben, so dass Textilien aus Celluloseacetat noch nach Jahren auf den Deponien aufzufinden sind.

Anwendung

Celluloseester werden auf Grund der hohen Schlagzähigkeit und guten Transparenz meist zu Bauteilen für optische Aufgaben, Spielwaren und Sportartikeln verarbeitet oder finden in der Möbel- und Fahrzeugindustrie Verwendung. Typische Produktbeispiele sind Leuchtenabdeckungen, Taucherbrillen, Werbeschilder, Kugelschreiber, Lampenschirme, Modellspielzeug, Schablonen, Zahnbürsten, Besteckgriffe oder Taschenmesserabdeckungen. In Displays für Handys oder Flachbildschirmen wird CA-Folie verarbeitet. Eine Anwendung aus dem Handwerkerbereich ist der farbig transparente Griff eines Schraubendrehers. Textilien aus Acetatfasern sind auf Grund des besonderen Glanzes typische Ersatzstoffe für Seide. Sie werden wegen der geringen Neigung zur Wasseraufnahme für Schirme und Regenmäntel verwendet. Neben dem Textilbereich wandert ein Großteil der CA-Faserproduktion in die Herstellung von Zigarettenfiltern.

Verarbeitung

Celluloseester können sehr gut verspritzt werden. Da allerdings ihre Zersetzungstemperatur nur wenig über der Erweichungstemperatur liegt, sollten den Polymermassen vor der Verarbeitung Füllstoffe beigemischt werden. CTA wird in der Regel zu Folienmaterial vergossen. Für große Behälter mit gleichmäßigen Wandstärken hat sich das Rotationsgießen empfohlen. Die Warmumformung ist selten und meist nur bei CAB in der Anwendung. Hier werden gute Ergebnisse bei Temperaturen zwischen 180 °C und 200 °C erzielt. Da Celluloseester durch organische Mittel gut zu lösen sind, können Verklebungen unter Verwendung von Dichlormethan durchgeführt werden. Schweißen ist mit allen für Kunststoffe üblichen Techniken möglich. Gleiches gilt für die zerspanende Bearbeitung. Hier ist insbesondere die gute Polierbarkeit hervorzuheben. Zur Veredelung können Cellulosesteroberflächen bedruckt, lackiert oder metallisiert werden. Auch Heißprägen ist üblich. Die Kratzfestigkeit kann durch einen dünnen Silikonfilm erhöht werden. Für den Korrosionsschutz werden Metalle in der Wirbelsintertechnologie nach Erwärmung auf über 300 °C mit Celluloseesterpulver beschichtet.

Lieferformen

Folien sind die typischen Halbzeuge, in denen Celluloseester vertrieben werden. CAB ist auch in Form von Rohren erhältlich. CA und CTA werden im Handel oftmals als Acetate bezeichnet.

Handelsnamen

CA: „Bergacell“ – PolyOne, „Clarifoil“, „Courtoid“, „Dexel“ – Courtaulds Chemical & Plastics, „Cello M“, „Viscacelle“ – BCL, „Ethocel“ – DuPont, „Setilithe“ – Tubize Plastics

CTA: „Tacphan“ – Lofo High Tech Film

CP: „Cellidor P“ – Albis, „Tenite Propionate“ – Eastman

CAB: „Dekazo“ – DEKA, „Tenex“ – Teijin

Alternativen

Polyethylen, Polystyrol, PVC, PMMA, Polycarbonat