PP, PPS, PPSU: Gleiche Buchstaben, ganz andere Kunststoffe
Beim Stöbern nach Hochtemperatur-Filamenten sind wir über drei Kürzel gestolpert, die aussehen, als gehörten sie zur selben Familie: PP, PPS und PPSU. Die Frage lag nahe: Ist PPS ein „besseres PP“ und PPSU ein noch besseres PPS? Die kurze Antwort: nein. Die gleichen Buchstaben bedeuten jeweils etwas anderes.
Was die Kürzel bedeuten
| ausgeschrieben | Aufbau der Kette | Struktur | Wärme | |
|---|---|---|---|---|
| PP | Polypropylen | einfache Kohlenwasserstoffkette, keine Ringe | teilkristallin | weich ab ~100 °C, schmilzt bei ~165 °C |
| PPS | Polyphenylensulfid | Benzolringe, verbunden über Schwefelatome (–S–) | teilkristallin | Glasübergang ~90 °C, schmilzt bei ~280 °C |
| PPSU | Polyphenylsulfon | Benzolringe, verbunden über Sulfongruppen (–SO₂–) und Sauerstoff | amorph | Glasübergang ~220 °C |
Das „PP“ in PP steht für Polypropylen, in PPS und PPSU dagegen für Polyphenylen bzw. Polyphenyl – Ketten aus Benzolringen. Die Ähnlichkeit ist reiner Zufall der Abkürzung.
PP: der Massenkunststoff
Polypropylen ist einer der meistverwendeten Kunststoffe überhaupt: Verpackungen, Deckel, Autoinnenteile, Gartenmöbel. Die Kette besteht nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff, ohne Ringe. Das macht PP chemisch sehr beständig, leicht und zäh, aber wärmeempfindlich: Schon um 100 °C wird es weich. Gedruckt wird PP wegen seiner schlechten Haftung und starken Schrumpfung eher selten. Mehr dazu in unserer Übersicht der technischen Filamente.
PPS und PPSU: die eigentlichen Verwandten
Wirklich verwandt sind nur PPS und PPSU: Beide sind aus Benzolringen mit Schwefel aufgebaut. Der Unterschied steckt im Schwefel selbst:
- Bei PPS sitzt ein nacktes Schwefelatom zwischen den Ringen. Die Kette ist sehr regelmäßig und kann sich ordentlich zusammenlegen – PPS ist teilkristallin.
- Bei PPSU trägt der Schwefel zwei Sauerstoffatome (eine Sulfongruppe, –SO₂–), dazu kommen Sauerstoffbrücken (Ether). Diese sperrigere Kette ordnet sich nicht mehr kristallin – PPSU ist amorph. Es gehört zur Sulfon-Familie zusammen mit PSU und PESU.
Beide sind Hochleistungskunststoffe: chemisch extrem beständig, von Natur aus schwer entflammbar und formstabil bei Temperaturen, bei denen PLA, PETG und sogar Nylon längst aufgeben. Details zu Chemie und Druck stehen auf unserer Seite zu den Hochtemperatur-Filamenten.
Warum der Unterschied beim Drucken zählt
Teilkristallin oder amorph – das ist für den Druck die wichtigste Frage:
- PPS bekommt seine guten Eigenschaften erst, wenn es beim Abkühlen kristallisiert. Kühlt es zu schnell ab, erstarrt es amorph und bleibt hinter seinen Möglichkeiten zurück. Ein warmer Bauraum hilft, oft wird zusätzlich getempert, also nachträglich im Ofen erwärmt. Die Düsentemperatur liegt mit etwa 300–330 °C noch im Bereich eines Hochtemperatur-Hotends.
- PPSU muss nicht kristallisieren. Dafür verlangt sein hoher Glasübergang sehr hohe Düsentemperaturen um 380 °C und einen warmen Bauraum, damit sich das Teil nicht verzieht. Belohnt wird man mit einem Kunststoff, der zäh ist statt spröde – bei Hochtemperatur-Polymeren eher die Ausnahme – und der Dampfsterilisation aushält, weshalb er in der Medizintechnik beliebt ist.
Und wofür brauchen wir das?
Für ein kommendes Projekt suchen wir Kunststoffe, die neben warmen Spulen und Motoren formstabil bleiben. PPS-CF (mit Kohlefaser) ist dafür ein heißer Kandidat, weil es mit dem neuen HT-Hotend von Prusa offiziell unterstützt wird – unsere Abwägung dazu steht im Beitrag zum Prusa HT-Hotend. Und warum die meisten Drucker beim Bauraum bei 50–60 °C aufhören, haben wir auf der Hochtemperatur-Seite unter „Warum Drucker-Bauräume selten über 60 °C kommen“ zusammengefasst.