Chemie

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Zuletzt aktualisiert: 19. Juni 2017

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Name: Pauline Kircher, 06-2017

Kunststoffe I: Allgemeines und die radikalische Polymerisation

Allgemeines:

- Kunststoffe bestehen aus langkettigen Kohlenwasserstoffen

- sie bestehen aus langen,ineinander verschlungenen Molekkülketten  (=Polymere)

- aufgrund der Größe der einzelnen Moleküle spricht man von Makromolekülen

- Makromoleküle setzen sich aus wiederholenden Grundeinheiten,den Monomeren, zusammen

- ein Monomer ist ein Einzelbaustein

- Polymere sind Makromoleküle, bestehend aus vielen durch Atombindungen verknüpften Monomeren

- Polymere haben eine geringe Dichte,schlechte Leitfähigkeit für Wärme und Strom, jedoch ein hohe Beständigkeit gegen Säuren und Laugen

- Kunststoffe sind sehr lange haltbar, schmelzen oder verkohlen jedoch bei höheren Temperaturen (nicht temperaturbeständig)

- sie sind wenig kratzfest und oft brüchig

- Kunststoffe neigen zur elektrostatischen Aufladung

Einteilung der Kunststoffe nach Eigenschaften:

- a) Thermoplaste

- b) Duroplaste

- c) Elastomere

a) Thermoplaste

- die Thermoplaste sind bei Hitze verformbar, schwer entzündbar und geruchs- und geschmacksneutral

- die Polymere der Thermoplaste sind lang und linear und wenig verzweigt

- die Moleküle sind parallel angeordnet oder liegen als Knäul vor

- die Polymerketten sind nicht alle identisch, weswegen verschiedene Atomgewichte und zugleich auch unterschiedliche Wechselwirkungen der Atome untereinander vorliegen

-die Folge sind unterschiedliche Siede- und Schmelzpunkte bei den Polymerketten, weshalb man auch eher von Siede- und Schmelzbereichen spricht

- die Polymerketten werden beim Schmelzen nicht verändert, da nach der Abkühlung der gleiche Kunststoff vorliegt, nur in einer anderen Form

- Beispiele: Polyethylen, Polysryrol, Polyamid

 b) Duroplaste

- Duroplaste sind schwer entflammbar und, wie die Thermoplaste, geruchs- und geschmacksneutral

- sie schmelzen nicht und werden auch bei hohen Temperaturen nicht weich

- Duroplaste bleiben lange hart und spröde, bis sie verkohlen

- die Polymere der Duroplasten sind untereinander dreidimensional vernetzt, was die hohe Härte und Festigkeit erklärt

- bei Hitze bleibt die dreidimensionale Vernetzung erhalten

- es liegen Makromoleküle vor, die untereinander durch feste Atombindungen verbunden sind

- Beispiele: Phenoplast, Aminoplast

c) Elastomere

- Elastomere sind nicht schmelzbar, aber leicht entzündbar

- elastisch wie Gummi

- Elastomere nehmen schnell wieder ihre ursprüngliche Form an, können aber nicht dauerhaft verformt werden

- die Polymerketten sind zwar untereinander vernetzt und verknäult, vielmehr jedoch liegt eine weitmaschige Vernetzung vor

- zieht man an Elastomeren, werden die Polymerknäule auseinander gezogen und die Makromoleküle gleiten aneinander

- hört der Zug auf, so verknäulen die Moleküle wieder in ihre ursprüngliche Form

- Beispiele: Polyurethan, Polyester (Kunstfasern)

Radikalische Polymerisation

Die radikalische Substitution ist einer von vier Mechanismen, wwie Kinststoffe im Labor gebildet werden können.

Die Polymerisation muss durch Startmoleküle in Gang gesetzt werden:

1) im Fall der radikalischen Polymerisation: Bildung eines Radikals

2) Kettenstart: Ein Radikal spaltet die Doppelbindung eines Monomermoleküls auf, wobei ein verlängerstes Radikal entsteht.

3) Kettenwachstum: Dieses Radikal reagiert mit einem weiteren Monomermolekül unter Kettenverlängerung.

4) Kettenabbruch: Diese Reaktion setzt sich so lange fort, bis zwei Radikale miteinander reagieren und somit einen Kettenabbruch bewirken.

- die radikalische Polymerisation wird hauptsächlich für die Herstellung billigere Kunststoffe wie z.B. PVC (Polyvinylchlorid) oder PE (Polyethylen) eingesetzt.