Duroplaste werden in deutlich geringeren Mengen hergestellt als Thermoplaste und gelten oft als die „Nebendarsteller“ unter den Kunststoffen. Dabei war der erste vollsynthetische Kunststoff der Menschheit kein Thermoplast, sondern ein Duroplast – und sein Name lautet Bakelit.
In diesem Artikel erfahren Sie, was Bakelit ist, welche Arten es gibt, welche Vor- und Nachteile das Material hat und wo es heute eingesetzt wird. Bakelit bietet ein ausgewogenes Eigenschaftsprofil und wird meist als Schichtstoffplatte geliefert, bei der der Kunststoff mit einem Trägermaterial wie Papier oder Baumwollgewebe kombiniert ist. Von der Elektrotechnik bis zu modernen Hightech-Materialien unterstützt es im Verborgenen viele Bereiche unseres Alltags.
Was ist Bakelit?
Bakelit, auch bekannt als Phenolharz oder Phenol-Formaldehyd-Harz, ist ein duroplastischer Kunststoff aus Phenol und Formaldehyd. Die Reaktion der beiden Stoffe beschrieb 1872 erstmals der deutsche Chemiker Adolf von Baeyer. Der belgisch-amerikanische Chemiker Leo Baekeland machte daraus 1907 ein nutzbares Material, und Bakelit trägt seinen Namen.
Zur Herstellung von Bakelit werden Phenol und Formaldehyd mit einem sauren oder basischen Katalysator erhitzt, bei Bedarf werden Härtungsmittel zugegeben. Es entsteht ein dreidimensional vernetztes Netzwerk. Anders als Thermoplaste lässt sich ein ausgehärteter Duroplast nicht erneut aufschmelzen – er behält beim Erhitzen seine Form.
In der Industrie ist Bakelit vor allem als wärmegehärtetes Plattenmaterial bekannt, bei dem Papier oder Gewebe mit dem Kunststoff getränkt wird. Außerdem wird es in Klebstoffen, Beschichtungen und zur elektrischen Isolierung verwendet. Dank seines günstigen Preises, der guten Hitzebeständigkeit, Festigkeit und elektrischen Isolation wird Bakelit seit über einem Jahrhundert in vielen Anwendungen eingesetzt. Auch wenn Thermoplaste viele seiner früheren Einsatzgebiete übernommen haben, erschließt sich Bakelit weiterhin neue Märkte, und seine Verwendung dürfte weiter zunehmen.
Papier- und Baumwoll-Bakelit: die zwei wichtigsten Arten
Heute wird Bakelit selten als reiner Kunststoff verkauft. In der Regel wird es als Schichtstoffplatte geliefert, die durch Tränken von Lagen eines Trägermaterials mit dem Kunststoff und anschließendes Aushärten unter Hitze und Druck entsteht. Platten mit Papier als Trägermaterial heißen Papier-Bakelit (Phenolharz-Hartpapier, PF CP nach EN 60893). Platten mit Baumwollgewebe heißen Baumwoll- oder Gewebe-Bakelit (Phenolharz-Hartgewebe, PF CC).
| Eigenschaft | Papier-Bakelit | Baumwoll-Bakelit |
|---|---|---|
| Trägermaterial | Papierlagen | Lagen aus Baumwollgewebe |
| Kosten | Niedriger | Höher |
| Gewicht | Leichter | Schwerer |
| Mechanische Festigkeit | Gut | Höher, schlagzäher |
| Elektrische Isolation | Sehr gut – erste Wahl | Gut |
| Feuchtigkeitsaufnahme | Hoch | Geringer als bei Papier, aber noch spürbar |
| Typische Verwendung | Isolierplatten, Klemmenbretter, Abstandshalter | Mechanisch belastete Teile, Verschleiß- und Führungsteile |
| Bei meviy erhältlich | Bakelit Papier naturfarben, Bakelit Papier schwarz | Bakelit Baumwolle naturfarben |
Als Faustregel gilt: Wählen Sie Papier-Bakelit, wenn elektrische Isolation und Kosten im Vordergrund stehen, und Baumwoll-Bakelit, wenn das Bauteil mechanische Belastungen oder Stöße aushalten muss. Beide Arten sollten nur in trockener Umgebung eingesetzt werden.
Vorteile von Bakelit
Bakelit hat zahlreiche Vorteile. Die wichtigsten sind:
- Hohe Hitzebeständigkeit: Als Duroplast schmilzt Bakelit nicht. Es bleibt formstabil und behält seine Festigkeit bei Temperaturen, bei denen viele Thermoplaste bereits erweichen.
- Hervorragende elektrische Isolation: Seine isolierenden Eigenschaften machen Bakelit zu einem bewährten Material für Leiterplatten, Leistungsschalter und Bauteile in Verteilertafeln.
- Hohe mechanische Festigkeit: Bakelit ist steif und fest. Besonders Baumwoll-Bakelit wird dort eingesetzt, wo Schlagzähigkeit gefragt ist.
- Gute Bearbeitbarkeit: Schichtstoffplatten lassen sich präzise zerspanen, zum Beispiel durch CNC-Fräsen. Als Formmasse kann Bakelit außerdem im Spritzgussverfahren verarbeitet werden: Das Material wird im Zylinder mäßig erwärmt, in ein heißes Werkzeug eingespritzt und dort bei etwa 150–180 °C ausgehärtet.
Nachteile von Bakelit
Bei der Arbeit mit Bakelit sollten Sie die folgenden Nachteile beachten:
- Feuchtigkeitsaufnahme: Da die Schichtstoffe Papier oder Baumwolle enthalten, nehmen sie Wasser auf. Bakelit eignet sich daher nicht für Teile mit Wasserkontakt oder für sehr feuchte Umgebungen.
- Geringe Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit: Bakelit reagiert empfindlich auf UV-Strahlung und sollte im Freien nicht ungeschützt eingesetzt werden. Außerdem wird es von starken Laugen angegriffen.
- Eingeschränkte Recyclingfähigkeit: Als ausgehärteter Duroplast lässt sich Bakelit nicht einschmelzen und wie Thermoplaste wiederverarbeiten.
Wo wird Bakelit eingesetzt?
Seit Beginn der industriellen Produktion im Jahr 1907 wurde Bakelit in vielen Alltagsprodukten wie Geschirr, Küchenutensilien, Knöpfen, Uhren, Telefonen und Accessoires verwendet. Mit der Erfindung zahlreicher Thermoplaste wie Nylon und Fluorkunststoffen wechselten viele dieser Anwendungen nach und nach zu anderen Materialien. Geformte Konsumprodukte aus Bakelit sind selten geworden, doch seine Eigenschaften machen es für viele technische Anwendungen weiterhin zur richtigen Wahl.
Dank seiner hervorragenden elektrischen Isolation wird Bakelit in Leiterplatten, Verteilertafeln und Leistungsschaltern eingesetzt – und damit in praktisch jedem Bereich, der auf Elektrizität angewiesen ist. Zudem dient es als Bindemittel in Klebstoffen, Formsand für den Metallguss, Farben und Bindern für den 3D-Druck. Da sich Phenolkunststoffe in alkalischen Entwicklern lösen und ultraviolettes Licht absorbieren, werden sie auch in Fotolacken für die Chipfertigung verwendet. Weitere Anwendungen sind Hochleistungsmaterialien, etwa Hartkohlenstoff für die negativen Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien. Im Jahr 2010 bestand der Hitzeschild der Hayabusa-Kapsel, die Proben vom Asteroiden Itokawa zur Erde zurückbrachte, aus einem kohlenstofffaserverstärkten Phenolharz-Verbundmaterial.
Welche Teile werden aus Bakelit gefertigt?
Im Maschinenbau werden Bakelit-Schichtstoffe überall dort eingesetzt, wo isolierende, steife und leichte Kunststoffteile gebraucht werden. Meist handelt es sich um individuell konstruierte Teile, nicht um Norm- oder Katalogteile – genau die Art von Teilen, die meviy nach Ihren eigenen 3D-CAD-Daten fertigt.
- Isolierplatten und Abstandshalter für Schaltschränke und Schaltanlagen
- Klemmen- und Bauteilträger für elektrische Baugruppen
- Grundplatten und Aufnahmen für Prüfmittel, Vorrichtungen und Spannvorrichtungen
- Führungs- und Verschleißteile aus Baumwoll-Bakelit
Mit meviy können Sie Bakelit-Teile, hergestellt durch CNC-Fräsen, in drei Varianten bestellen: Papier (naturfarben), Papier (schwarz) und Baumwolle (naturfarben). Laden Sie einfach Ihr 3D-Modell hoch, wählen Sie das Material und erhalten Sie Preis und Liefertermin sofort – ganz ohne 2D-Zeichnung. Eine Übersicht aller verfügbaren Materialien finden Sie auf unserer Seite zur CNC-Bearbeitung.
Häufige Fragen zu Bakelit
Ist Bakelit ein Kunststoff?
Ja. Bakelit ist ein duroplastischer Kunststoff aus Phenol und Formaldehyd, auch Phenolharz genannt. Es war der erste vollsynthetische Kunststoff und lässt sich im Gegensatz zu Thermoplasten nach dem Aushärten nicht mehr aufschmelzen.
Wird Bakelit heute noch verwendet?
Ja. Aus Konsumprodukten ist Bakelit weitgehend verschwunden, in der Industrie wird es aber weiterhin breit eingesetzt – zum Beispiel in Leiterplatten, elektrischer Isolation, Gießerei-Bindern, Klebstoffen, Fotolacken und als gefräste Schichtstoffteile.
Was ist der Unterschied zwischen Papier- und Baumwoll-Bakelit?
Papier-Bakelit ist günstiger und leichter und die erste Wahl für elektrische Isolation. Baumwoll-Bakelit ist mit Baumwollgewebe verstärkt, was ihm eine höhere mechanische Festigkeit und Schlagzähigkeit verleiht; außerdem nimmt es weniger Feuchtigkeit auf als Papier-Bakelit.
Lässt sich Bakelit zerspanen?
Ja. Bakelit-Schichtstoffplatten lassen sich durch CNC-Fräsen, Bohren und Sägen präzise bearbeiten. Mit meviy können Sie gefräste Bakelit-Teile aus Papier und Baumwolle direkt anhand Ihrer 3D-CAD-Daten bestellen.
Fazit
Bakelit ist der erste vollsynthetische Kunststoff der Welt und wird seit über einem Jahrhundert eingesetzt. Als Duroplast bietet es eine ausgewogene Kombination aus niedrigen Kosten, Hitzebeständigkeit, Festigkeit und elektrischer Isolation. Heute ist es vor allem als Schichtstoffplatte mit Papier oder Baumwollgewebe als Trägermaterial erhältlich. Nachteile sind die Feuchtigkeitsaufnahme, die Empfindlichkeit gegenüber UV-Strahlung und Laugen sowie die eingeschränkte Recyclingfähigkeit. Bakelit wird breit eingesetzt in Leiterplatten, Verteilertafeln, Klebstoffen, Farben, Fotolacken und negativen Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien – und es entstehen laufend neue Anwendungen.