Die Geschichte des Kunststoffs: von Bakelit zum modernen schweißbaren Thermoplast

Kunststoff ist einer der jüngsten Werkstoffe, mit denen ein Handwerker arbeitet. Während Stein, Holz und Metall seit Jahrtausenden verwendet werden, ist der synthetische Kunststoff kaum anderthalb Jahrhunderte alt. Trotzdem ist er in dieser kurzen Zeit in Rohren, Tanks, Kabeln, Dämmungen und tausend anderen Dingen unentbehrlich geworden. Die Geschichte des Kunststoffs ist die Geschichte davon, wie die Chemiker lernten, aus Molekülen völlig neue Werkstoffe aufzubauen — und wie das Handwerk danach lernen musste, sicher mit ihnen umzugehen.

Lange vor dem synthetischen Kunststoff verwendete man natürliche Materialien, die ihm ähnelten. Schildpatt, Horn, Schellack von der Lackschildlaus und Naturkautschuk wurden durch Wärme geformt und für alles verwendet, von Knöpfen und Kämmen bis zur Isolierung elektrischer Leitungen. Diese Materialien waren die ersten formbaren Stoffe, aber sie waren teuer, empfindlich und davon abhängig, was die Natur liefern konnte. Der Bedarf an etwas Besserem wuchs, je mehr die Industrie — und besonders die neue Elektroindustrie — Materialien verlangte, die sich isolierend einsetzen und in großen Mengen formen ließen.

Der entscheidende Durchbruch kam zu Beginn des 20. Jahrhunderts. 1907 stellte der belgisch-amerikanische Chemiker Leo Baekeland in New York den ersten vollsynthetischen Werkstoff her — einen Duroplast aus Phenol und Formaldehyd, den er Bakelit nannte. Baekeland war es auch, der der Werkstoffklasse den Namen 'plastics' gab. Bakelit war ein echter synthetischer Stoff und nicht nur ein verbessertes Naturmaterial, und seine hervorragenden isolierenden Eigenschaften machten es schnell zum Standardmaterial für Schalter, Fassungen und Teile der wachsenden Elektroindustrie.

Nach dem Ersten Weltkrieg explodierte die Chemie, und die Kunststoffarten, die wir heute kennen, kamen in Serie zur Welt. PVC (Polyvinylchlorid) war als Molekül schon im 19. Jahrhundert bekannt, wurde aber erst Ende der 1920er Jahre kommerziell hergestellt. Polystyrol ging in den 1930er Jahren in die industrielle Produktion, und Polyethylen — heute eine der meistverwendeten Kunststoffarten überhaupt für Rohre und Folien — wurde in derselben Zeit entdeckt. Das waren Thermoplaste: Sie werden beim Erwärmen weich und lassen sich immer wieder neu formen, und das eröffnete eine völlig neue Welt an Möglichkeiten für Gießen, Extrudieren und später Schweißen.

Die Massenfertigung nahm in den 1940er- und 1950er-Jahren richtig Fahrt auf. Der Zweite Weltkrieg trieb die Entwicklung voran, weil Kunststoff Werkstoffe ersetzen konnte, die knapp waren, und nach dem Krieg flossen die neuen, billigen Kunststoffarten in den Alltag und in das Bauwesen. Auch das Epoxidharz — ein Duroplast mit starken klebenden Eigenschaften — wurde in dieser Zeit entwickelt und fand seinen Weg in Klebstoffe, Verguss, Bodenbeläge und Farben.

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde Kunststoff zu einem Baustoff auf Augenhöhe mit Metall. Kunststoffrohre aus PE, PP und PVC lösten in vielen Zusammenhängen Metall- und Tonrohre ab, weil sie leicht, rostfrei, chemikalienbeständig und günstig zu verlegen waren. Das schuf ein neues Handwerk: Kunststoff dicht und fest zu verbinden. Zuerst klebte und muffte man, aber allmählich reiften die Schweißverfahren — Warmgasschweißen, Heizelementstumpfschweißen, Extrusions- und später Elektrofusionsschweißen — sodass Kunststoffverbindungen genauso zuverlässig werden konnten wie die Rohre, die sie ablösten.

Am Anfang wurden Kunststoff und die zugehörigen Chemikalien verhältnismäßig unbekümmert verwendet. Aber nach und nach zeigte sich, dass mehrere der reaktiven Produkte — besonders Epoxid und Isocyanate (darunter Polyurethan) — bei denen, die täglich damit arbeiteten, schwere und dauerhafte Allergien und Atemwegserkrankungen auslösen konnten. Das führte zu einer schrittweisen Verschärfung der Arbeitsschutzregeln: die Anforderung einer besonderen Ausbildung, bevor man beruflich mit Epoxid und Isocyanaten arbeiten darf, das Codenummernsystem für Farben und Klebstoffe und die Anforderung an Sicherheitsdatenblätter und Gefahrenkennzeichnung. Vom neuen Wundermaterial wurde Kunststoff samt seinen Chemikalien auch zu etwas, wovor man sich schützen musste.

Heute ist Kunststoff ein reifes Handwerk mit zwei Standbeinen. Das eine ist Qualität: die vielen Kunststoffarten zu kennen, die richtige für die Aufgabe zu wählen und dichte, feste Schweißnähte zu machen, die dokumentiert und auf Dichtheit geprüft werden können. Das andere ist Sicherheit: das Sicherheitsdatenblatt und die Codenummer zu lesen, die richtige Schutzausrüstung zu wählen, für Absaugung zu sorgen und die gesetzlich vorgeschriebene Ausbildung zu haben, bevor man Epoxid und Isocyanate anfasst. Die kurze Geschichte — von Baekelands Labor bis zur heutigen Rohrleitung — ist die Erzählung von einem Material, das von der Kuriosität zum Alltag wurde, und von einem Fach, das lernen musste, es sowohl zu nutzen als auch zu respektieren.

“Kunststoff ist der jüngste der Handwerkswerkstoffe — und der einzige, der von Grund auf im Labor entstanden ist, statt aus der Natur geholt zu werden.”