Unsere Projekte

1909–2009
100 Jahre Kunststoff -
Bakelit aus Erkner

Zusammenfassungen
der
Vorträge der Jubiläumstagung

Leo Hendrik Baekeland - Leben und Werk

Dr. Dr. Gerd Collin
Frankfurt am Main, Goethe-Universität, DECHEMA e. V.

Leo Hendrik Baekeland wurde am 14. November 1863 als Kind des flämischen Flickschusters Carolus Ludovicus Baekeland und seiner Ehefrau Rosalia, geb. Merchie, vor den Toren der Stadt Gent geboren und verbrachte dort seine Jugendzeit in aus heutiger Sicht bitterer Armut. Auf Drängen der Mutter besuchte er aber eine Stadtschule und anschließend mit großem Erfolg das Atheneum und die Nijverheids­school, worauf ihm die Stadt Gent ein Stipendium zum Studium der Naturwissenschaften an ihrer Rijksuniversiteit bewilligte. Baekeland promovierte hier mit 21 Jahren mit summa cum laude und erhielt 1887 für eine chemisch-wissenschaftliche postdoc-Arbeit den ersten Preis der Belgischen Akademie der Wissenschaften, verbunden mit einem Reisestipendium, das ihn mit Ehefrau Celine und seinen Kindern 1890 in die ersehnte „Neue Welt“ und an die Columbia Universität von New York führte. Er erfand ein neuartiges Photopapier, verkaufte die Patentrechte daran 1899 für 1 Mio. $ an Eastman Kodak und richtete sich hiervon in Yonkers, N. Y. ein eigenes Forschungslaboratorium ein, 1904 umgewandelt in ein Technikum zur Kondensation von Steinkoh­lenteer-Phenol mit Formaldehyd. Am 20. Juni 1907 gelang ihm hier im Druckreaktor Old Faithful erstmals die Synthese von duroplastischem Bakelit-Phenolharz. Die Berliner Rütgerswerke erwarben 1909 von Baekeland die kontinentaleuropäische Lizenz auf das neue Verfahren und produzierten im Herbst des Jahres in ihrer Teerraffinerie Erkner bei Berlin erstmals das vollsynthetische Kunstharz in technischen Mengen als Isoliermaterial für die Elektroindustrie. Am 10. Mai 1910 gründeten die Rütgerswerke für die großtechnische Produktion die „Bakelite-Gesellschaft Berlin-Erkner“ - Startschuss für das „Kunststoff-Zeitalter“ des 20. Jahrhunderts. Der Erfinder Baekeland starb hoch geehrt und geachtet im Alter von 80 Jahren 1944 in Beacon, N. Y.

100 Jahre Phenoplaste: Vom Schellack-Ersatz
zum ersten synthetischen Kunststoff

Prof. Dr. Dietrich Braun
Darmstadt Deutsches Kunststoff-Institut

Als Folge des Wandels von der vorwiegend agrarischen zur industri­ellen Wirtschaft gegen Ende des 18. Jahrhunderts und der damit verbundenen gesellschaftlichen Veränderungen stieg im 19. Jahr­hundert der Bedarf an Werkstoffen für die rasch wachsende Bevöl­kerung.
Zu den neuen organischen Materialien, für die Richard Escales um 1910 das Wort Kunststoffe prägte, gehören neben natürlichen Harzen pflanzlichen und tierischen Ursprungs vor allem chemisch modifizierte hochmolekulare Naturstoffe auf der Basis von Kautschuk, Cellulose und Proteinen. Erst um die Wende vom 19. zum 20. Jahr­hundert erlangten die aus fossilen Rohstoffquellen gewonnenen synthetischen Polymeren praktische Bedeutung.
Am Anfang der modernen synthetischen Kunststoffe stehen die aus Phenol und Formaldehyd erhaltenen Phenolharze, für die später die Bezeichnung Phenoplaste gebräuchlich wurde. Als deren wichtigster Vorgänger kann man den Schellack ansehen. Er wurde aus Aus­scheidungen von Lackschildläusen in Ostasien gewonnen und fand zunächst u. a. als Siegellack, für Firnisse und Polituren, aber auch schon als Pressmasse sowie wegen seiner isolierenden Eigenschaf­ten für den elektrischen Strom und seit 1896 vor allem als Material für Schallplatten („Schellack-Platten“) Verwendung.
Der wachsende Verbrauch von Schellack und dessen stetig steigen­der Preis führten im späten 19. Jahrhundert zur Suche nach Ersatz­stoffen. Dazu boten sich die bei der Einwirkung von Formaldehyd auf Phenol entstehenden Harze an, deren Bildung Adolf von Baeyer schon 1872 mehr zufällig beobachtet hatte, ohne sich jedoch weiter dafür zu interessieren. Erst seit etwa 1890 beschäftigten sich mehrere Forscher erneut mit dieser Reaktion, ohne aber technisch brauchbare Produkte zu erhalten. Auch das 1902 von der Firma Louis Blumer in Zwickau/Sachsen zum Herstellen von Möbelpolituren als „Laccain“ auf den Markt gebrachte Kondensationsprodukt aus Phenol und Form­aldehyd hatte nur kurze Zeit Erfolg und verschwand schon 1910 wieder.
Ab 1904 befasste sich Leo Hendrik Baekeland in Yonkers bei New York mit der Kondensation von Phenol mit Formaldehyd. Sein bis heute bleibendes Verdienst ist es, durch systematische Untersuchung der Reaktionsbedingungen und mit dem von ihm erfundenen Verfahren zum Härten der Harze mittels Hitze und Druck um 1907 den ersten wirtschaftlich verwertbaren, vollsynthetischen, unlöslichen und unschmelzbaren Kunststoff (Bakelit) entwickelt zu haben, so dass sein Name sicher mit Recht den Beginn der Neuzeit der Kunststoff-Geschichte markiert.

Phenolharze heute

Dipl.-Chem. Jürgen Lang
Product Development Manager – Dynea Erkner GmbH

Heute verwenden wir Hunderte verschiedene Plastik-Werkstoffe, syn­thetische Materialien hergestellt aus Kohle, Erdöl und Erdgas. Können wir uns eine Welt ohne diese Materialien überhaupt vorstellen? Wir brauchen nur etwa 100 Jahre zurückzugehen, um eine komplett an­dere Situation vorzufinden, eine Welt in der Plastikwerkstoffe noch ziemlich unbekannt waren. Erst mit der Einführung von Phenolharzen in die industrielle Nutzung begann der Siegeszug der synthetischen Materialien. Die Geburt dieses neuen Werkstoffes ist untrennbar mit dem Lebenswerk von Leo Hendrik Baekeland und dessen Hitze/Druck­patent verbunden. Die erste industrielle Fertigung begann in Erkner vor 100 Jahren. Mit der Ausweitung der Produktion entstanden 1919 und 1939 neue Produktionsstätten. Typische Produkte in dieser Zeit waren die Phenolharzformassen vor allem für die Elektroindustrie. Nach dem 2. Weltkrieg wurde das Unternehmen als „VEB Plasta Erk­ner“ fortgeführt Das bekannteste Produkt in jener Zeit war sicher­lich die Kunstharzkarosserie des Trabant, der trotz der vielen Spitznamen wie
„Sachsenporsche“ oder „Rennpappe“ eines der meist gefragten „Kon­sumgüter“ in der DDR war. Gerade zur Wendezeit wurde eine neue Harzproduktionsabteilung fertig gestellt, die eine moderne und effek­tive Fertigung ermöglichte.

Eine kurze Einführung in die Chemie der Phenolharze und deren groß­technische Herstellung soll einen Eindruck von diesem interes­san­ten Produkt vermitteln. In Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen können Resole oder Novolake erhalten werden. Beide Typen von Phenolharzen werden im industriellen Maßstab für unterschiedliche Anwendungen genutzt.
Es ist wirklich beeindruckend, wo uns Phenolharzanwendungen im täglichen Leben begegnen, einige dieser Anwendungen sollen im Vortrag vorgestellt werden.
Phenolharze sind zweifellos ein „alter“ Werkstoff, aber haben sie auch Zukunft?
Der Vortrag stellt einige Beispiele von Anwendungen in „high tech“ Bereichen vor und versucht Entwicklungstrends aufzuzeigen.
Phenolharze – ein „altes“ Material mit Zukunft

Max Weger – Vater der Bakelite GmbH

Frank Retzlaff
Regionalhistoriker, Erkner

Mit Dr. Max Weger fand Leo Baekeland endlich den Mann, dem er sei­ne Erfindung Bakelit und dessen industrielle Verwertung anvertraute. Schon länger hatte er danach vergeblich in den USA gesucht.
Beide lernten sich Ende Juni 1909 bei einem Besuch Baekelands der Rütgerswerke in Erkner kennen. Schon im Frühjahr 1909 hatte Weger durch dessen Veröffentlichungen das Potential dieses neuen Materi­als erkannt und seinem Vorstand empfohlen. Nun überprüfte er Baekelands Erfindung, führte sie in den nächsten Monaten zur Pro­duk­tionsreife im industriellen Maßstab und stimmte dies bei einer USA-Reise im Februar/März 1910 mit Baekeland ab. Am 25. Mai 1910 wurde Weger mit der Gründung der Bakelite Gesellschaft mbH Berlin Erkner als technischer Direktor der Leiter der ersten Bakelite-Fabrik der Welt.

Johannes Max Weger wurde am 9. Juli 1869 in Leipzig geboren. Hier studierte er Chemie, promovierte 1893 bei Wislicenus und Ostwald und arbeitete im Labor der Chemischen Fabrik Dr. F. Wilhelmi auf dem Gebiet der Trockenstoffe, womit er sich in der Farben- und Lackin­dus­trie schnell einen Namen machte.
1901 zog Weger mit seiner Familie nach Erkner bei Berlin, wo er im Forschungslabor der A. G. für Teer- und Erdölindustrie (Rütgers) unter den Hofmann-Schülern Kraemer und Spilker arbeitete, die u.a. Inden- und Cumaron-Harz entdeckt hatten. 1905 war er Laboratoriumsvor­stand der Rütgerswerke A. G. geworden.
Über 26 Jahre führte Dr. Max Weger erfolgreich die Bakelite GmbH durch die Höhen und – vor allem weltpolitisch und -wirtschaftlich be­dingten – Tiefen dieser Zeit. Er suchte und fand bald Großab­neh­mer und immer wieder neue Anwendungsgebiete seiner Produkte. Ab 1913 konnte in Erkner das erste eigene Werk in der Flakenstraße errichtet und kurz vor seinem Ausscheiden das zweite Werk in der Berliner Straße begonnen werden, um den Bedarf an Bakelit decken zu können.
Als Ehrendoktor von der Technischen Hochschule Berlin ge- und von seinen Mitarbeitern als „Vater der Bakelite Gesellschaft“ verehrt, ging Max Weger Ende 1936 in den Ruhestand, blieb seiner Firma aber als Sonderberater und Mitglied des Aufsichtsrats eng verbunden. In den ersten Kriegsjahren übernahm er sogar nochmals die Leitung.

Wenige Monate nach Baekeland starb Johannes Max Weger 75-jährig am 19. November 1944 in Berlin-Hessenwinkel, wo er in den letzten Jahren in Nachbarschaft zu Erkner und seinem Werk gewohnt hatte. Sein Grab befindet sich auf dem Friedhof in Erkner.

Von Bäumen, Läusen, Blut und Käse – Kunststoffe vor Bakelit

Dr. Dr. Günter Lattermann
Bayreuth

Mit „Kunststoffen vor Bakelit“ sind solche Werkstoffe, die aus natür­lichen Polymeren (nachwachsenden Rohstoffen!) durch chemische Modifizierung hergestellt und mit Methoden verarbeitet wurden, die dann bei den „vollsynthetischen“ Kunststoffen ab Bakelit entweder übernommen oder zumindest Anregungen für eine Weiterentwicklung lieferten. Neben solchen „halbsynthetischen“ Kunststoffen gibt es unter dem Gesichtspunkt einer bereits ähnlichen Verarbeitung auch „Kunststoffvorläufer“ aus natürlichen Produkten oder Mischungen aus diesen.
Die Palette der Kunststoffvorläufer und der halbsynthetischen Kunst­stoffe reicht vom Kautschuk, Hartgummi, Guttapercha, Schellack­mas­sen (Florence) und Cellulosenitrat (Celluloid) über künstliches Leder, Ledertuche, Linoleum, Latrysches Kunstholz (Bois Durci) und Vulcan­fiber (Dynos) bis zu den Kaseinoplasten (Galalith) Cellulose­acetat (Cellit, Lonatit, Cellon).
Diese Materialien sind natürliche oder halbsynthetische Duromere und Thermoplaste. Die hierfür typischen Verarbeitungstechniken wurden in ihren Grundlagen bereits für diese Stoffe entwickelt.
In Zukunft könnten die alten natürlichen und halbsynthetischen Werk­stoffe in modernisierter Form zumindest teilweise wieder als nach­wach­sende Rohstoffe interessant und aktuell werden.

Bakelit - Ein neues Zeitalter in der Elektrotechnik

Prof. Dr.-Ing. Manfred Kahle
Ilmenau

Um 1909 sind bereits alle grundlegenden physikalischen Gesetze der Elektrotechnik formuliert und die technischen Grundlagen der indus­triellen und gesellschaftlichen Nutzung realisiert. Es wird der Stand der energie- und informationsorientierten Elektrotechnik vorgestellt. In der Entwicklung der Isoliertechnik und der Isolierstoffe wird ein wesentlicher Anteil der Fortschrittsrate gesehen. Daraus werden die damaligen Forderungen an neue Isolierstoffe abgeleitet und der Grad der Erfüllung durch Phenoplaste behandelt. Die Hauptmerkmale der Bakelit-Technik hinsichtlich der Eigenschaften und der Verfahrens­voraussetzungen werden dargestellt und an industriellen Beispielen illustriert. Die Formulierung der Bedeutung und der Grenzen der Phenolharze für die Elektrotechnik und die daraus abgeleitete Moti­vation für die Entwicklung neuer Isolierstoffe sind Gegenstand der Schlussfolgerungen des Beitrages. Ein  Ausblick in bahnbrechende Richtungen der Kunststoffforschung in Bezug auf die Elektrotechnik wird gewagt.

Qualitätsprüfung von Bakelit und Duroplasten

Dr. Wolfgang Stark
Berlin, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung

Als Folge des Wandels von der vorwiegend agrarischen zur indus­triellen Wirtschaft gegen Ende des 18. Jahrhunderts und der damit verbundenen gesellschaftlichen Veränderungen stieg im 19. Jahrhun­dert der Bedarf an Werkstoffen für die rasch wachsende Bevölkerung.
Zu den neuen organischen Materialien, für die Richard Escales um 1910 das Wort Kunststoffe prägte, gehören neben natürlichen Harzen pflanzlichen und tierischen Ursprungs vor allem chemisch modifizierte hochmolekulare Naturstoffe auf der Basis von Kautschuk, Cellulose und Proteinen. Erst um die Wende vom 19. zum 20. Jahr­hun­dert erlangten die aus fossilen Rohstoffquellen gewonnenen synthetischen Polymeren praktische Bedeutung.
Am Anfang der modernen synthetischen Kunststoffe stehen die aus Phenol und Formaldehyd erhaltenen Phenolharze, für die später die Bezeichnung Phenoplaste gebräuchlich wurde. Als deren wichtigster Vorgänger kann man den Schellack ansehen. Er wurde aus Ausschei­dungen von Lackschildläusen in Ostasien gewonnen und fand zu­nächst u. a. als Siegellack, für Firnisse und Polituren, aber auch schon als Pressmasse sowie wegen seiner isolierenden Eigen­schaften für den elektrischen Strom und seit 1896 vor allem als Material für Schall­platten („Schellack-Platten“) Verwendung.
Der wachsende Verbrauch von Schellack und dessen stetig steigen­der Preis führten im späten 19. Jahrhundert zur Suche nach Ersatz­stoffen. Dazu boten sich die bei der Einwirkung von Form­alde­hyd auf Phenol entstehenden Harze an, deren Bildung Adolf von Baeyer schon 1872 mehr zufällig beobachtet hatte, ohne sich jedoch weiter dafür zu interessieren. Erst seit etwa 1890 beschäftigten sich mehrere Forscher erneut mit dieser Reaktion, ohne aber technisch brauchbare Produkte zu erhalten. Auch das 1902 von der Firma Louis Blumer in Zwickau/Sachsen zum Herstellen von Möbelpolituren als „Laccain“ auf den Markt gebrachte Kondensationsprodukt aus Phenol und Form­alde­hyd hatte nur kurze Zeit Erfolg und verschwand schon 1910 wieder.
Ab 1904 befasste sich Leo Hendrik Baekeland in Yonkers bei New York mit der Kondensation von Phenol mit Formaldehyd. Sein bis heute bleibendes Verdienst ist es, durch systematische Untersuchung der Reaktionsbedingungen und mit dem von ihm erfundenen Verfahren zum Härten der Harze mittels Hitze und Druck um 1907 den ersten wirtschaftlich verwertbaren, vollsynthetischen, unlöslichen und unschmelzbaren Kunststoff (Bakelit) entwickelt zu haben, so dass sein Name sicher mit Recht den Beginn der Neuzeit der Kunststoff-Geschichte markiert.

Vom Phenoplast zum Formteil – neue Wege im Karosseriebau am Beispiel der Auto Union AG und des VEB Sachsenring

Rainer Rucks
Glauchau

Gliederung des Vortrags

1. RUCKS Maschinenbau GmbH
Der erste Teil beginnt mit einer Einleitung und der Vorstellung von RUCKS

2. Kunstharz – Pressstoffe
Im zweiten Teil wird ein Überblick über die Herstellung von Phenol­harz sowie dessen technologischen Aufbereitung zu Schichtstoffen bzw. Pressmassen gegeben.

3. Auto Union AG – der Griff zum Kunststoff
Im dritten Teil wird die Entwicklung eines Duroplast-Pressstoffes be­schrieben, der für den Einsatz als Karosserieaußenhaut geeignet war. Danach Filmvorführung (ca. 2 Minuten) von DKW Überschlags- und Rammtests zur Demonstration der positiven Eigenschaften von Duroplast-Karosserien.

4. VEB Sachsenring – Renaissance einer erfolgreich begonnenen Entwicklung
Im vierten Teil wird ausführlich auf die Entwicklung eines serientaug­lichen Verfahrens zur Duroplast-Karosserie-Herstellung eingegangen. Anschließend findet eine 4-minütige Filmvorführung über die Duroplast-Karosserie-Serienfertigung statt.

5. Die Duroplast-Karosserie – eine Erzeugnisbetrachtung
Im fünften Teil findet eine kurze wirtschaftliche Betrachtung des Einsatzes von Duroplast­Karosserien statt.

6. Aufbau und Wirkungsweise der RUCKS Duroplast-Pressen
Im letzten Teil wird kurz der Aufbau und die Wirkungsweise der RUCKS Duroplast-Pressen beschrieben und ein Ausblick gegeben.

Kunststoffe – Luxus für alle

Prof. Dr. Andre Laschewsky
Golm

Polymere sind ganz besondere Moleküle, weil sie im Vergleich zu den meisten anderen riesengroß sind. Man kann sich ein Polymer-Molekül gut als lange Perlenkette oder als langen Faden vorstellen, der sich wie ein Wollfaden verknäuelt. Durch ihre Fadenform können Polymer­Moleküle miteinander verhakeln, aneinander kleben oder eine Art „gewebten Stoff“ bilden. Zusätzlich lassen sich die Fäden miteinander fest zu einem Netz verbinden, das dann besonders stabil ist. Daher eignen Polymere sich bestens, um Gegenstände praktisch jeder Form zu bilden, die stabil, kräftig und trotzdem biegsam sind und sich z.B. nicht in Wasser auflösen. Außerdem können die verknäuelten Fäden gut andere kleine Moleküle einschließen, wie z.B. Farbstoffe.

Das Bauprinzip der Polymere als Riesenmoleküle wurde erst relativ spät begriffen, vor etwa 80 Jahren. Man hat aber schnell dann den praktischen Nutzen erkannt, nachdem erste synthetische Vertreter, v. a. das Bakelit, große Fortschritte in Technik und Alltag initiierten. Dem Prototyp Bakelit folgend werden auch heute die meisten Polymere als „Alleskönner“-Materialien genutzt, den sogenannten Kunststoffen. Die ungeheure Vielfalt, das geringe Gewicht, die unbegrenzte Form- und Farbgebung von Polymeren sowie die Möglichkeit, Polymer-Mate­rialien für eine gegebene Aufgabe maßzuschneidern, haben dazu geführt, dass heute Polymere alle anderen Werkstoffe weit überflü­gelt haben. Dabei tritt der seltene glückliche Fall auf, dass Polymere oft nicht nur besser als andere Werkstoffe sind, sondern sich auch mit weniger Aufwand herstellen lassen. Das heißt, sie sind auch billiger. Polymere finden sich daher heute überall. Sie werden in immer größe­ren Mengen benötigt und hergestellt. Sie gestalten unser tägliches Leben praktisch in allen Bereichen angenehmer und haben uns allen einen Wohlstand beschert, den selbst Könige in der Vergangenheit als unglaublichen Luxus betrachtet hätten - und den wir mittlerweile als selbstverständlich empfinden.

Nach einer kurzen Einführung zum Hintergrund führt der Vortrag mit anschaulichen Beispielen aus unserem täglichen Leben durch die Nutzung und Möglichkeiten von Kunststoffen heute.

Hier finden Sie eine Druckfassung aller Beiträge unserer Tagung.

© ChemieFreunde Erkner e. V.
 
Diese Seite wurde erstellt am 02.12.2009