Die Geschichte der Kunststoffe in Beispielen – Teil I

Kunststoffe gehören seit längerem zu den wichtigsten Materialien für die Herstellung jeglicher Gebrauchsgegenstände, Maschinen oder Werkzeuge und sind aus unserem Alltag kaum wegzudenken. Wie kam es dazu und wie lange benützen wir Menschen diese Materialien schon? Im ersten Teil dieser Geschichte geht es um die Zeit von den Anfängen bis zum Ende der 1940er, als die ersten synthetischen Kunststoffe bereits Fuss gefasst hatten.

Radio aus Bakelit

Radio aus dem ersten voll synthetischen Kunststoff Bakelit, von 1939. Bild: Theredmonkey/Wikimedia Commons, CC-Lizenz.

Im Artikel "Was ist eigentlich Plastik" bekommst du einen kleinen Überblick über verschiedene Kunststoffsorten.

Die Geschichte der Kunststoffe begann mit der Verwendung natürlicher Polymere, setzte sich mit der Verwendung chemisch modifizierter, natürlicher Materialien fort und schreibt sich mit der anhaltenden Entwicklung vollständig synthetischer Moleküle ständig weiter.

Die Anfänge – Natürliche Polymere

Pfeilspitze von Ötzi, mit sichtbaren Resten von Birkenpech (ca. 3370–3100 v. Chr.). Bild: Wierer et al./Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Schon sehr früh begann der Mensch natürliche Polymere für seine Zwecke einzusetzen. Bereits in der Steinzeit diente den Neandertalern und dem Homo sapiens das aus Birkenrinde gewonnene Birkenpech als Klebstoff bei der Herstellung von Werkzeugen. In Mesopotamien diente natürlicher Asphalt als Dichtungsmaterial und in Europa wurde Bernstein in Pfeilspitzen und Schmuckgegenständen verwendet. In Mittelamerika wurde der aus dem Milchsaft (Latex) von Tropenbäumen gewonnene Naturkautschuk seit 1600 v. Chr. verwendet.

Relief der Venus von Laussel mit Trinkhorn

Das jungpaläolithische Relief der Venus von Laussel könnte darauf hinweisen, dass vor 25'000 Jahren  Hörner zum Trinken verwendet wurden. Bild: photo 120/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Tierhörner sollen bereits in der Steinzeit als Trinkgefässe gedient haben und im Mittelalter war Horn ein häufig verwendetes Material für Gegenstände des täglichen Gebrauchs wie Teller, Gabeln oder Trinkgefässe, da es relativ günstig und einfach zu beschaffen war. Horn, das zum grössten Teil aus Keratin besteht, lässt sich leicht verformen, eine Eigenschaft die sich unter anderem die “Company of Horners” aus London, deren Bestehen seit 1284 dokumentiert ist, zunutze machte, um damit Laternen, Becher oder sogar Fensterscheiben herzustellen.

Der nächste Schritt – Chemisch modifizierte Kunststoffe natürlichen Ursprungs

Latex-Ernte von einem Gummibaum

Latex-Ernte von einem Gummibaum in Kamerun. Bild: PRA/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Funde von 1600 v. Chr. zeigen, dass mittelamerikanische Völker bereits damals eine Methode entwickelt hatten, um aus Naturkautschuk eine Art von Gummi herzustellen. In Europa wurde Naturkautschuk viel später importiert und erst im 17. und 18. Jahrhundert begannen Forscher damit zu experimentierten.

Charles Goodyear, Autodidakt in Chemie, erfand 1839 das Verfahren der Vulkanisierung, bei der Naturkautschuk in elastisches Gummi umgewandelt wird. Obwohl er als Geschäftsmann wenig erfolgreich war, lebt sein Name in einem Firmennamen weiter und erinnert an seinen Beitrag in der Entwicklung von Kunststoffen.

Puppe aus Zelluloid (1950)

Puppe aus Zelluloid (1950). Bild: Holger.Ellgaard/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Kaum später als das Gummi erfunden wurde, wurde das erste Plastik der Welt vorgestellt. 1860 stellte der Brite Alexander Parkes aus Baumwollfasern durch Zugabe von Salpeter- und Schwefelsäure Nitrozellulose her. Er nannte das neue Material, das jegliche Form und Farbe annehmen konnte, "Parkesine". Auch er hatte geschäftlich wenig Glück und verkaufte das Patent dem Amerikaner John Wesely Hyatt, der das Material unter dem Namen Zelluloid vermarktete. Zelluloid wurde als Träger für fotografische Filme eingesetzt, aber auch als Ersatz für Elfenbein oder Tierhorn um Küchenuntensilien, Schmuck, Billardkugeln, Tischtennisbälle oder Puppen herzustellen. Der grosse Nachteil von Zelluloid ist die leichte Brennbarkeit, weshalb es nach und nach ersetzt wurde.

Ein weiteres zu seiner Zeit erfolgreiches Material war Galalith: Plastik aus mit Formaldehyd behandeltem Milchprotein. 1899 wurde das Patent an Wilhelm Krische und Adolf Spitteler erteilt und der neue Kunststoff wurde für Knöpfe, Gürtelschnallen oder Besteckgriffe verwendet.

Der Durchbruch – Synthetische Kunststoffe

Ericssons Bakelittelefon von 1931

Ericssons Bakelittelefon von 1931. Bild: Holger.Ellgaard/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Bakelit, 1907 von Leo Baekeland aus Phenol und Formaldehyd hergestellt, gilt als der erste industriell hergestellte, synthetische Kunststoff. Bakelit ist langlebig, kann aber zerspringen. Er wurde unter anderem als elektrischer Isolator in der Elektroindustrie eingesetzt. Ab den 1930er Jahren kam die Produktion von Bakelitgegenständen richtig in Fahrt und es entstanden unter anderem Küchenuntensilien, Telefone, Schmuck, oder elektrische Schalter. Heutzutage wird Bakelit nur noch für Spezialanwendungen verwendet und Gegenstände aus dem Material sind bei Sammlern gefragt.

Eine grosse Sammlung an Gegenständen aus Bakelit und frühen Kunststoffen gibt es im Bakelitmuseum. Das Museum ist virtuell begehbar und sucht zurzeit ein neues Zuhause.

Noch heute im Einsatz

Zahnbürste aus dem 20. Jahrhundert

Eine Zahnbürste aus dem 20. Jahrhundert. Die Borsten sind aus Nylon, der Griff aus Silber. Bild: MONNIN Jacques/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts entstanden viele Kunststoffe, die heute noch alltäglich sind. 1940 kam in den USA ein Verkaufsschlager in die Verkaufsregale: Damenstrümpfe. Diese hauchdünnen Textilien bestanden und bestehen heute noch aus Polyamid (besser bekannt unter den Handelsnamen Nylon oder Perlon), der ersten vollständig synthetisch hergestellten Faser. Der erste Einsatz für Polyamid aber war 1938 in Borsten für Zahnbürsten aber auch im zweiten Weltkrieg wurde Polyamid eingesetzt, z. B. bei der Fallschirmherstellung.

"Scotch tape" früher und heute

Unterschiedliche Verpackung, gleicher Inhalt: "Scotch tape" früher und heute. Bilder: Improbcat/Wikimedia Commons, CC-Lizenz; CanStockPhoto

In den 1930er Jahren schaffte die Firma 3M, die heute am bekanntesten für ihre Post-it’s ist, den Durchbruch mit dem ersten transparenten Klebband, dem "Scotch tape", das heute von keinem Büro- oder Basteltisch wegzudenken ist.

Mehr und mehr ersetzten Kunststoffe rare und teure Naturstoffe, um Engpässe, vor allem während der Weltkriege, zu umgehen. Neue Entwicklungen in Herstellungsverfahren und neue Materialien ermöglichten seit den 1940ern und 1950ern die Massenproduktion von Kunststoffartikeln, die zu einem festen Bestandteil des modernen Lebens wurden. Langspielplatten aus Polyvinylchlorid (PVC), die 1930 erfunden wurden, eroberten ab den Fünfzigerjahren den Markt und werden immer noch von einem kleinen Anteil des Markts gegenüber digitalen Tonträgern bevorzugt. Ab 1945 ersetzten Flaschen aus Weichpolyethylen Glasflaschen für Shampoos oder Flüssigseifen, 1949 wurde Tupperware in den USA eingeführt.

Der Plastik-Erfinder

Die Faszination für Plastik wird im wissenschaftlich nicht ernst gemeinten, aber unterhaltsamen Donald Duck-Film "Der Plastik-Erfinder" von Carl Barks (1944) auf die Schippe genommen. Der Klassiker mit dem Prädikat besonders wertvoll ist aber auch eine Kritik an der zunehmenden Flut günstiger, massenproduzierter Plastikware.

PET – Der Überflieger unter den Kunststoffen

Polyesterfaser unter dem Elektronenmikroskop

Polyesterfaser unter dem Elektronenmikroskop. Bild: CSIRO/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

PET ist allerseits als Bestandteil moderner Getränkeflaschen bekannt. Bereits 1941 aber wurde eine Textilfaser aus Polyethylenterephthalat, wie der vollständige Name des Kunststoffs lautet, entwickelt. Nach weiterer Entwicklungsarbeit und insbesondere ab den 1970ern eroberten PET-Fasern, die zu den Polyesterfasern gehören, den Textilmarkt. PET ist sehr vielseitig und wird heute unter anderem auch zur Herstellung fotografischer Filme für Bewegtbilder verwendet. Im digitalen Zeitalter haben digitale Aufnahmeverfahren und Speichermedien den analogen Film verdrängt, doch es werden immer noch Kinefilme für Archivzwecke hergestellt, für deren Langzeitlagerung das langlebige und stabile PET ein optimales Material ist.

Mehr über PET-Flaschen und deren Recycling erfährst du in den Artikeln "Woraus besteht eine PET-Flasche?" und "Der Kreislauf der PET-Flasche".

Hier geht es zu Teil II der Geschichte der Kunststoffe.

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