Technische Kunststoffe finden in zahlreichen Anwendungen der Industrie, Medizintechnik und im Bauwesen Einsatz – oft auch im Außenbereich. Hier stellt UV-Strahlung (ultraviolette Strahlung) eine zentrale Herausforderung dar, denn sie kann die Langzeitstabilität, Farbe und mechanische Eigenschaften der Kunststoffe maßgeblich beeinträchtigen. In diesem Artikel erfahren Sie, welche technischen Kunststoffe UV-beständig sind, welche Risiken bestehen und wie Sie UV-Schäden durch geeignete Materialwahl und Schutzmaßnahmen vermeiden.
UV-Strahlung hat eine besonders hohe Energie und wirkt direkt auf die molekulare Struktur vieler Kunststoffe ein. Dabei werden chemische Bindungen innerhalb der Polymerketten zerstört, was eine Reihe von Alterungserscheinungen zur Folge hat. Typische Auswirkungen sind eine sichtbare Vergilbung oder Verfärbung der Oberfläche, die Versprödung des Materials, der Verlust von Festigkeit sowie das Auftreten feiner Risse und Oberflächenerosion. Je länger und intensiver ein Kunststoff der UV-Strahlung ausgesetzt ist, desto ausgeprägter fallen diese Schädigungen aus. Auch Temperatur, Luftfeuchtigkeit und die Materialzusammensetzung beeinflussen die Alterung maßgeblich.
Die Intensität der Schäden hängt von der Dauer und Stärke der UV-Exposition, der Umgebungstemperatur und dem jeweiligen Kunststofftyp ab.
Einige technische Kunststoffe weisen eine hohe Eigenstabilität gegenüber UV-Strahlen auf oder lassen sich entsprechend modifizieren:
Polycarbonat bietet eine gute UV-Stabilität, insbesondere wenn es mit einer coextrudierten UV-Schutzschicht versehen ist. Es wird häufig in Verglasungen, Maschinenabdeckungen und Lichtkuppeln eingesetzt, da es stoßfest, transparent und witterungsbeständig ist.
PEEK weist eine sehr hohe thermische und chemische Stabilität auf und ist zudem UV-beständig. Aufgrund der hohen Kosten kommt es jedoch überwiegend in Spezialanwendungen zum Einsatz, bei denen höchste Anforderungen an das Material gestellt werden.
Acrylglas bietet eine exzellente Lichtdurchlässigkeit und zeigt eine gute UV-Beständigkeit auch ohne den Zusatz spezieller Schutzstoffe. Es eignet sich daher besonders für Anwendungen mit hohen optischen Anforderungen im Außenbereich.
PVDF ist höchst beständig gegen Witterungseinflüsse und UV-Strahlung. Der Kunststoff wird vor allem in der Fassadentechnik, in Chemieanlagen und der Solarindustrie verwendet, wo dauerhafte Funktionalität unter extremen Bedingungen gefragt ist.
Polyamid ist ohne Zusatzstoffe nur bedingt UV-stabil. Mit entsprechenden Additiven wie Ruß oder HALS kann es jedoch für Außenanwendungen angepasst werden und bietet dann eine gute Kombination aus mechanischer Belastbarkeit und UV-Beständigkeit.
Falls keine hoch UV-stabilen Materialien verwendet werden können, helfen folgende Maßnahmen:
Zugabe von UV-Stabilisatoren (HALS, UV-Absorber, Ruß)
Beschichtungen oder Lackierungen mit UV-Blockern
Coextrudierte Schutzschichten (z. B. bei Stegplatten aus Polycarbonat)
Konstruktiver Schutz (Abdeckungen, Abschattungen)
| Anwendung | Geeigneter Werkstoff | Eigenschaften |
|---|---|---|
| Lichtkuppeln | PC mit UV-Schutz | Stoßfest, klar, UV-beständig |
| Fassadenverkleidung | PVDF | Witterungs- und UV-resistent |
| Außenleuchten | PMMA | Lichtstabil, witterungsbeständig |
| Maschinenschutz | PA + Stabilisatoren | Robust, UV-geschützt |
| Solarindustrie | PEEK / PVDF | Hochleistungsmaterialien |
UV-bedingte Alterung betrifft nicht nur das äußere Erscheinungsbild technischer Kunststoffe, sondern verändert auch zentrale Werkstoffeigenschaften. Durch den Abbau der Polymerstruktur kann es zu einer verminderten elektrischen Isolationswirkung kommen, was insbesondere in der Elektrotechnik problematisch ist. Auch das Gleitverhalten verändert sich – Oberflächen werden rauer, was bei beweglichen Bauteilen zu erhöhtem Verschleiß führt. Ebenso wird die chemische Beständigkeit beeinträchtigt, da sich durch Mikrorisse oder poröse Strukturen Angriffsflächen für Chemikalien oder Feuchtigkeit bilden.
In sicherheitskritischen Anwendungen – etwa im Maschinenbau, Fahrzeugbau oder in Gehäusen elektrischer Komponenten – sind regelmäßige Sichtprüfungen, Materialtests oder die Auswahl besonders UV-resistenter Varianten essenziell. Eine mangelnde UV-Beständigkeit kann hier nicht nur zu Ausfällen, sondern auch zu erheblichen Sicherheitsrisiken führen.
Bei der Auswahl geeigneter Materialien für UV-exponierte Anwendungen sollten Sie folgende Punkte berücksichtigen:
Einsatzdauer im Außenbereich
Temperaturbereich
Mechanische Anforderungen (Schlagzähigkeit, Elastizität etc.)
Transparenz oder Farbgebung
Kosten und Verfügbarkeit
Welche Kunststoffe vergilben besonders schnell bei UV-Strahlung?
Polystyrol (PS), ABS und Standard-Polyamide ohne Stabilisatoren zeigen besonders schnell optische und mechanische Alterung bei UV-Einfluss.
Sind schwarze Kunststoffe automatisch UV-beständig?
Nicht automatisch – aber Ruß als Farbgeber wirkt oft als effektiver UV-Absorber. Dennoch sollte die UV-Stabilisierung im Datenblatt überprüft werden.
Wie erkenne ich, ob ein Kunststoff UV-stabil ist?
Hersteller geben in den technischen Datenblättern an, ob ein Werkstoff UV-stabilisiert ist. Auch Zertifizierungen (z. B. ISO 4892) liefern Hinweise auf die UV-Beständigkeit.
Was ist der Unterschied zwischen UV-stabil und UV-beständig?
UV-stabil bedeutet, dass der Kunststoff durch Additive gegen UV-Licht geschützt wurde. UV-beständig heißt, dass der Werkstoff von Natur aus gegen UV-Strahlung resistent ist.
UV-Strahlung stellt für viele technische Kunststoffe eine ernstzunehmende Belastung dar – sowohl optisch als auch funktional. Wer auf dauerhafte Performance, Sicherheit und Witterungsbeständigkeit angewiesen ist, sollte bei der Materialwahl besonders sorgfältig vorgehen. UV-beständige Kunststoffe wie PC, PVDF oder PEEK sowie gezielte Schutzmaßnahmen wie Stabilisatoren, Beschichtungen oder bauliche Abschattungen können die Lebensdauer technischer Anwendungen im Außenbereich erheblich verlängern. Eine fundierte Auswahl, ergänzt durch regelmäßige Kontrolle und Wartung, stellt sicher, dass Kunststoffe auch unter intensiver Sonneneinstrahlung zuverlässig funktionieren.
