Kunststoffe sind synthetische oder halbsynthetische Werkstoffe, die überwiegend aus makromolekularen organischen Polymeren bestehen. Ihre Eigenschaften werden durch chemische Struktur (Monomertyp, Taktizität, funktionelle Gruppen), Molmassenverteilung, Vernetzungsgrad sowie Morphologie (amorph, teilkristallin) bestimmt.

Grundsätzlich wird zwischen Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren unterschieden. Thermoplaste erweichen reversibel bei Erwärmung und sind schmelzverarbeitbar (z. B. Spritzgießen, Extrusion). Duroplaste sind eng vernetzt, nicht schmelzbar und zersetzen sich bei Überhitzung. Elastomere weisen ein weitmaschiges Netzwerk auf und zeigen ausgeprägte reversible Deformation.

Die Struktur–Eigenschafts-Beziehungen sind zentral: Kristallinität beeinflusst Steifigkeit, Barriereeigenschaften und Wärmeformbeständigkeit, während amorphe Anteile Zähigkeit und Transparenz fördern. Additive (Weichmacher, Stabilisatoren, Füllstoffe, Flammschutzmittel) ermöglichen eine gezielte Anpassung der Gebrauchseigenschaften, beeinflussen jedoch auch Alterung und Recyclingfähigkeit.

Zunehmend in den Fokus rücken Umweltaspekte. Konventionelle Kunststoffe tragen nach Fragmentierung zur Bildung von Mikro- und Nanokunststoffen bei. Dem stehen bio-basierte, biologisch abbaubare und industriell kompostierbare Kunststoffe gegenüber, deren Abbauverhalten und Ökobilanz differenziert zu bewerten sind. Recyclingkunststoffe aus mechanischem oder chemischem Recycling gewinnen für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft an Bedeutung, erfordern jedoch eine präzise Sortierung und Qualitätskontrolle.

In der Werkstoffforschung sind die maßgeschneiderte molekulare Gestaltung, Multiskalen-Charakterisierung, Alterungsmechanismen sowie die Integration in nachhaltige Wertschöpfungsketten aktuelle Schwerpunktthemen.