Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Entwicklung von polymeren Phasenwechselmaterialen (PCM für „phase-change materials“) für Wärmespeicher. Diese werden als Speichermaterial in Latentwärmespeichern (LHS für „latent heat storage“) eingesetzt da sie während ihres Phasenübergangs große Mengen an thermischer Energie zusätzlich zur sensiblen Wärme speichern und wieder freigeben können wofür großteils der Schmelz- und Kristallisationsvorgang genutzt wird. Obwohl Kunststoffe eine große Bandbreite an Schmelzpunkten aufweisen, wurden sie bis dato nur vereinzelt als PCM erprobt und eingesetzt. Sie besitzen jedoch viele der gewünschten Eigenschaften von PCM wie Kosteneffizienz, Handelsverfügbarkeit und die Möglichkeit der Eigenschaftsanpassung durch Compoundierung mit diversen Füllstoffen und Additiven. Die erste Hälfte der Dissertation befasst sich deshalb mit einem umfangreichen Screening von teilkristallinen Kunststoffen hinsichtlich ihrer Eignung als PCM, wobei der Fokus dabei auf Standardkunststoffe und technische Kunststoffe gelegt wurde. Deren anwendungsrelevante thermophysikalische Eigenschaften wie die Schmelzenthalpie (entspricht der Speicherkapazität) und das Schmelz- und Kristallisationsverhalten (spiegelt den Lade- und Entlademechanismus wider) wurden für diesen Zweck detailliert untersucht. Die folgenden Polymergruppen wurden dabei als potentielle PCM identifiziert: Polyethylen (PE), Polypropylen, Polyoxymethylen, Polyamide sowie deren Rezyklate. Zusätzlich wurde die Langzeitstabilität einer High-Density Polyethylen (HDPE) -Type untersucht. Nach dem Nachweis der prinzipiellen Eignung von teilkristallinen Kunststoffen als PCM, befasst sich der zweite Teil der Dissertation mit der Funktionalisierung der Werkstoffe zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit durch die Beimengung von hochleitfähigen Partikeln. Da diese Partikel im Anwendungsbereich von polymeren PCM jedoch keinen Phasenübergang aufweisen, reduzieren sie die Speicherdichte des polymeren Materials im Allgemeinen. Deshalb wurden zunächst jene Füllstofftypen eruiert, welche die Wärmeleitfähigkeit des polymeren PCM möglichst effizient steigern. Neun Füllstofftypen mit unterschiedlichen Partikelgrößen und -formen wurden zu verschiedenen Füllgraden in HDPE eingearbeitet und die Wärmeleitfähigkeit dieser Compounds ermittelt. Aluminium-, Kupfer- und expandierte Graphitpartikel wurden aufgrund ihres Vermögens die Wärmeleitfähigkeit von HDPE bereits bei niedrigem Füllstoffgehalt effizient zu steigern, ausgewählt. Während der Optimierung kam der Einfluss der Füllstoffe auf die Fließfähigkeit des HDPE zum Vorschein, welche mit steigendem Füllgrad signifikant bis hin zur Formstabilität im geschmolzenen Zustand abnahm. Um nun weitere Einflüsse auf anwendungsrelevante Eigenschaften zu untersuchen, wurde die Langzeitstabilität von HDPE-Compounds gefüllt mit expandiertem Graphit und Aluminium geprüft (parallel zu den Untersuchungen des reinen HDPEs). Die für diese Dissertation durchgeführten Untersuchungen demonstrieren somit die Eignung von Kunststoffen sowohl in der Form von Reinpolymeren als auch als Compounds mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit als neuartige, kosteneffiziente PCM. Es wird ihre herausragende Stabilität unter der hohen thermischen Belastung in Luft im geschmolzenen Zustand erstmalig enthüllt. Die Reinpolymere können hingehend ihrer Anwendbarkeit effizient funktionalisiert werden um ihre Einsatzfähigkeit in Wärmespeichern weiter zu erhöhen. Darüber hinaus leistet die Arbeit durch umfassende morphologische Analysen einen signifikanten Beitrag zum vertieften Verständnis der Wärmeleitfähigkeitsermittlung für Kunststoffe.