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Der Polymerisationsgrad gibt die Anzahl der in einem Makromolekül gebundene Monomere
Eigenschaften
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Thermoplaste
-beim erh
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Der Polymerisationsgrad gibt die Anzahl der in einem Makromolekül gebundene Monomere Eigenschaften Vernetzung Bindung Thermoplaste -beim erhitzen weich und verformbar Struktur -behalten beim Abkühlen die gegebene Form bei -haben keine exakte Schmelztemperatur -besteht aus unterschiedlich langen Makromolekülen -lineare oder wenig verzweigte Moleküle -Van-der-Waals-Kräfte -Dipol-Dipol-Kräfte -Wasserstoffbrückenbindung Makromolekule geordnet oder kristallin: Molekule parallel zwsmolekulare Kräfte gut wirksam ungeordnet oder amorph Molekule verknault 2w Smolekulare Kräfte weniger gut wirksam Kunststoffe Duroplaste -beim erhitzen schmelzen sie nicht sondern zersetzen sich → bei hohen Temperaturen brechen die Bindungen auf und Polymer zerfällt in kleine Moleküle -Sind mechanisch nicht verformbar -hohe Beständigkeit gegen Hitze -engmaschig, verzweigte Moleküle -Elektronenpaarbindung Beim Dehnen werden die Knaule aus einander Bindungen sorgen dafür, dass beim Erwärmen die Makromoleküle nicht an einander vorbeigleiten Elastomere -verändern bei mechanischer Belastung ihre Form Bindung bleibt erhalten -geht immer wieder in die Ausgangsform zurück -Beim Abkühlen verlieren sie ihre Elastizität → werden hart und spröde -weitmaschig, verzweigte Moleküle, verknault -Elektronenpaarbindung Makromolekule sind miteinander vernetzt gezogen und Moleküle gleiten aneinander entlang Beim Loslassen verknäulen sich die Moleküle wie der Strukturformeln der Monomere Ethen ">c=c<" H Styrol Propen - - H Kat. CH3 H H H c=c C= Kat. H Kat. Polyethen (PE) Н CII Kat. H X-M H н н Polystyrol Vinylchlorid HH C-c+ I H C=C Polypropen (PP) Acrylnitril Polyacrylnitril (Dralon) H Kat. HJ. X<- H CENI CENI Н CH 3 n Tetrafluorethen IF C=C Polyvinylchlorid (PVC) FI Kat. H H n Polytetrafluoethan IFI IFI n Polymerisation Definition: -Kettenreaktion, bei der sich die Edukte (Monomere) über reaktive Doppelbindungen miteinander zu Polymeren mit Einfachbindungen und langen Ketten verbinden. In der starken exothermen Reaktion entstehen Polymerketten unterschiedlicher Länge,jedoch keine Nebenprodukten. radikal = ungepaartes Elektron wollen reagieren um eine volle Schale zu bekommen 0.) Erzeugung von Startradikalen Look 10 R Dibenzoylperoxid 1.) Kettenstart: Radikal greift Monomer an CH = CH₂ H H n I R- -C 1 H-U-H R-CH-C 2 2 Monomer Radikal" Oi 2.) Kettenwachstum : Verlängerung der Monomer- Radikale zur Radikalkette R. H H H H I I T I R-C-C I + 2CO2 Startradikal C-C. I H 3.) Kettenabbruch: Rekombination von Radikalen a) b) R. + R. R H H R. +RC-c-c-c. I HH HA I -C-C. I R-R H HA I I HH nendlose Schleife R-C-C-C-C. + I I...

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I I H 4.) Nebenreaktion: Kettenverzweigung H-C I +C-H I H-C- I Steuerung der Polymerisation HH -R-C-C-C-C-R I H Н Н R-C-C-Ç-C. I - Veränderung der Synthesetemperatur - Hinzugabe von Inhibitoren H H H I H → unterbrechen Kettenwachstum H H P - Erhöhung der Initiatorkonzentration (=Startradikale) → viele kürzere Ketten H HH I HICIH →R-C-C-C-C-C-C-C- Startradikal trifft auf Kettenradikal HHHHH (H) I - Erhöhung: Bildung von mehr Startradikalen → kürzere Ketten H H-C I H H •C-H H H I Kelenverzwel gung -R 2 Ketten reagieren Polykondensation Definition (Kondensation) Methansäure butylester Methansäure || H-C-O-H HH Ethan 1,2-diol I H-O-C H-D- -O-H H + Butanol H HHHH Ti H-O-C-C-C-C-H |||| HHHH vernetztes Polymer Propan-1,2,3-triol + I H HH Eine chemische Reaktion, bei der sich zwei Moleküle unter Abspaltung eines kleineren molekuls (2.B. wasser) zu einem größeren molekül verbinden Herstellung von Polyester (=Polymere mit Esterverbindung) unvernetztes Polymer -O-H 2.B. Bildung von Peptiden (Amin + Carbonsäure) Bildung von Sacchariden (monosaccharid monosaccharid) Bildung von Estern (Alkohol + Carbonsäure) Polykondensation : Unter Polykondensation versteht man eine Stufenreaktion, bei der Polymere entstehen, die sich aus Monomeren mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen unter Abspaltung kleinerer Moleküle bilden. t → bifunktionelle Molekule bilden kettenförmige makromoleküle →trifunktionelle moleküle bilden vernetzte makromoleküle Die Produkte bezeichnet man als Polykondensate H-0- Kat. 6¹ maleinsäure H kon?. H₂SO4 C=C H 101 O H-O-C-C- Citronensäure Methansäure butylester + Wasser '0' 11 C-D-H H HHHH H-C-OC-C-C-C-H + ||| I HHHH 7 Estergruppe O 11 I ( = 0, I 101 H o' -C-C-8 - H Kat. Polyester H-0 Polyester HHH 4-01 H-O-C- H HH -O-C H o Ruck reaktion: Hydrolyse C=C H Estergruppe H 101 H 8¹ c-O-H H + Wasser -O-C-C-C-C-C I C = 0, I n (2n-1) H₂0 + Wasser o' ---H - H + (2n-1) H₂0 Grenzfläche/ Phasengrenze Herstellung von 6,6-Nylon durch Grenzflächenkondensation n Stäbchen Adipinsäure dichlorid in Hephan 1,6-Diaminohexan in Natronlauge E: An der Grenzfläche bildet sich ein Polyamid, Nylon (PA 6,6) R: Hexan 1,6- diamin H-N-(CH₂)-N-H weiteres Beispiel: H- + + Hexan -1,6-säuredichlorid n B: Produkt bildet sich an der Phasengrenze -weißes Produkt - Produkt lässt sich faden-förmig herausziehen - Gasbildung (Chlorwasserstoff) 6 C-(CH₂)- ܗܕܝ ܚ ܐܓܐܢ H Nylon (PA 6.6) √ - (CH₂)₂ H o 6 -N-C-(CH₂) C-Cl + Amid gruppe Ethan-1,2 diol Benzol -1,4 dicarbonsaure Polyeth lenterephthalat (PET) watch and -O-C-C-O-H Joh O-H I H-O H-O n + + Chlorwasserstoff n H- cel Wasser H₂0 Polyaddition Polyaddition ist eine Reaktion bei der aus Monomeren mit mehreren funktionellen Gruppen durch molekulare Umlagerung (Protonenwanderung) Makromolekule entstehen. Es entstehen keine Nebenprodukte. Dialkohol Diisocyanat HO-R-OH + O-C-N-R-N-C-O -N-R₂ [0-R-0---²--| OH Polyurethan exotherme Polyadditions reaktion Beispiele: a) : H H-O-C-C I I H H 1,2- Ethandiol - H-Ō- H C-Ō- HO O-H Butan 1,4- diol H 1 0 H I -C-C- 1 1 1 It Jn H 1 H - 11 C- + -H + H H ( I H H H Dialkohol H-O-R₁-O-H O` -N-C-0-R₂₁-0 11 H I O=C=N-C 1,6 - Hexamethylendiisocyanat ( H H H I H H H 1 I (0 = 3 = N-3-3-3-3-3-3-№==0) 1 H I Ethan 1,2 diisocyanat HHH H + ti H / H H C-C-C-0-C-N-C-C-N-C-0 н н н '0' 11 Urethangruppe H H -N R₂ -N-C-0-R₁ ... ·Ñ= C = 0, Diisocyanat 0-C=N-R₂ - Ñ = C = 0₁ H C - 0 ... n H Verwertungsmöglichkeiten Werkstoffliches Recycling ↓ Makromoleküle bleiben unverändert Sortierte Kunststoffe ↓ Sortenreines Regranulat aus A likunststoff Materialrecycling 41% gemischte Kunststoffe ↓ Neue Produkte aus nicht sortenreinem Kunststoff Thermische Verwertung ↓ Makromoleküle werden zerlegt ↓ Energie gewinnung Rohstoffliches Recycling ↓ Makromoleküle werden zerlegt ✓ Hydrolyse 571- • Polyester •Polyamid Monomere 1% Pyrolyse Hydrierung Gaserzeugung ↓ Pyrolysegase und -ōle 1% Deponie ↓ Makromoleküle bleiben unverändert ↓ Kunststoffabfall Verarbeiten von thermoplastischen Kunststoffen Extrudieren: Das Kunststoffgranulat wird aufgeschmolzen. Dies geschieht unter erhöhtem Druck und Temperatur mithilfe einer Schneckenwelle, die die schmelzende Kunststoffmasse voranschiebt. → gelangt in das formgebende Werkzeug Spritzgießen: flüssige Kunststoffmasse wird in einen Hohlraum gespritzt, in dem sie schnell verdichtet und erkaltet. →Bsp. Schutzbrille, Deckel Blasformen: Kunststoffmasse wird mit Druckluft in die Blasform eingeblasen (Flaschen). Folienblasen: Verfahren durch die einströmende Druckluft mit dünnwandiger Endlosschlauch. Kalandrieren: Das Polymergranulat wird im Spalt zws. zwei sich gegeneinander drehenden, erwärmten Walzen kontinuierlich aufgeschmolzen. → kann verstreckt werden Tiefziehverfahren: Polymerschicht durch Unterdruck in eine gekühlte Form gezogen, Becher erstarrt Heizung Kunststoffgranulat. Extruder Werkzeug Spritzgießen Blasform. Druckluft. OOO Hohlkörperblasen Luft Werkzeug (Blaskopf) Folienblasen