Kunststoffe

789

Teilen

Speichern

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Werde Teil der Community

Verbessere deine Noten

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

 Kunststoffe
Als Kunststoffe bezeichnet man künstlich synthetisierte makromolekulare Verbindung.
Sie bestehen aus riesigen Molekülen (Makrom
 Kunststoffe
Als Kunststoffe bezeichnet man künstlich synthetisierte makromolekulare Verbindung.
Sie bestehen aus riesigen Molekülen (Makrom
 Kunststoffe
Als Kunststoffe bezeichnet man künstlich synthetisierte makromolekulare Verbindung.
Sie bestehen aus riesigen Molekülen (Makrom
 Kunststoffe
Als Kunststoffe bezeichnet man künstlich synthetisierte makromolekulare Verbindung.
Sie bestehen aus riesigen Molekülen (Makrom
 Kunststoffe
Als Kunststoffe bezeichnet man künstlich synthetisierte makromolekulare Verbindung.
Sie bestehen aus riesigen Molekülen (Makrom
Ähnliche Inhalte
Know Kunststoffe thumbnail

13

410

12

Kunststoffe

Das Wichtigste zu Kunststoffen zusammengefasst Kunststoffarten/ Typen -Thermoplast -Duroplast - Elastomer Polymerisation Polyaddition Polykondensation

Know kunststoffe thumbnail

326

6198

11/12

kunststoffe

Zusammenfassung Kunststoffe Chemie

Know Kunststoffe ,Herstellung  und Struktur thumbnail

14

540

11

Kunststoffe ,Herstellung und Struktur

Kunststoffe, Thermoplasten, Elastomere, Duroplasten, polymerisation, Polyaddition, Polykondensation, Copolymere, Biokunststoffe

Know Kunststoffe thumbnail

31

604

13

Kunststoffe

Einführung in die Kunststoffchemie + Eigenschaften & Strukturen von Kuststoffen

Know Lernzettel Kunststoffe thumbnail

219

4126

12

Lernzettel Kunststoffe

Alles rund um das Thema Kunststoffe :)

Know Kunststoffe (Vorbereitung Abitur BW 2022) thumbnail

2

32

11/12

Kunststoffe (Vorbereitung Abitur BW 2022)

Der Lernzettel orientiert sich am Bildungsplan 2004

Kunststoffe Als Kunststoffe bezeichnet man künstlich synthetisierte makromolekulare Verbindung. Sie bestehen aus riesigen Molekülen (Makromolekül/Polymer). →Diese sind aus Monomeren gebildet. Die Einteilung erfolgt nach: Herstellung: -Polykondensation -Thermoplaste -Polymerisation -Duroplaste -Polyaddition -Elastomere Der Polymerisationsgrad gibt die Anzahl der in einem Makromolekül gebundene Monomere an. Makromolekülstruktur: Amorph-ungeordnet Kristallin-geordnet Eigenschaften Vernetzung Struktur: Bindung Struktur Beispiele niedermolekulare Grundsteine die reaktive Gruppen besitzen Thermoplaste -beim erhitzen weich und verformbar -im plastischen Zustand lassen sie sich verformen -behalten beim Abkühlen die gegebene Form bei -haben keine exakte Schmelztemperatur -besteht aus unterschiedlich langen Makromolekülen -lineare oder wenig verzweigte Moleküle -Plexiglas, Lineal, Eimer, Frischhalte-Folie Moleküle die sehr viele Molekülgruppen enthalten und sich in seinen Eigenschaften nicht mehr verändern linear verzweigt vernetzt Duroplaste |-beim erhitzen schmelzen sie nicht sondern zersetzen sich bei hohen Temperaturen brechen die Bindungen -Van-der-Waals-Kräfte -Dipol-Dipol-Kräfte -Wasserstoffbrückenbindung Makromoleküle |-Teilkristallin und Amorph |-Amorph -sind mechanisch nicht verformbar -hohe Beständigkeit gegen Hitze |-engmaschig, drei- dimensionale verzweigte Moleküle auf und Polymer zerfällt-zerreißt bei zu hoher in kleine Moleküle -Elektronenpaarbindung Stoffe die aus Makromolekülen aufgebaut sind |-Steckdosen, Kochlöffel, Lichtschalter Elastomere -verändern bei mechanischer Belastung ihre Form Bindung bleibt erhalten -geht immer wieder in die Ausgangsform zurück mechanischer Belastung oder bei zu viel Wärme Bindungen brechen |-sehr hohe Elastizität -weitmaschig, zwei- dimensionale verzweigte Moleküle -Elektronenpaarbindung -Amorph -Matratzen, Schaumstoff, Gummibänder, Reifen Einteilung nach der Syntheseart: Polymerisation Ein einziger Ausgangsstoff, der mindestens eine Doppelbindung enthält keine Nebenprodukte Polymerisation: Unter einer Polymerisation versteht man eine sich vielfach wiederholende gleichschrittige Reaktionsfolge (Kettenreaktion), bei der sich einfache Ausgangsstoffe (Monomere) über reaktive Doppelbindungen miteinander verbinden. In der stark exothermen Reaktion werden keine Nebenprodukte abgespalten. R. + Radikalische: Radikale, also reaktive Teilchen die ein freies ungepaartes Elektronenpaar besitzen sind die Initiatoren. ◆― 1.Startreaktion: Startradikal spaltet die Doppelbindung des Monomers. H / C=C X Polykondensation Ausgangsstoffe, die zwei kondensationsfähige funktionelle Gruppen oder Atome enthalten. H X R-C-C + n C=C HH H H [H X]H X I R-C-C-C-C I H Nebenprodukte (H2O, HCl, NH2) keine Nebenprodukte HHHH n 2.Kettenwachstum: Neues Radikal reagiert mit weiterem Monomer. H...

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

Knowunity wurde bei Apple als "Featured Story" ausgezeichnet und hat die App-Store-Charts in der Kategorie Bildung in Deutschland, Italien, Polen, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich regelmäßig angeführt. Werde noch heute Mitglied bei Knowunity und hilf Millionen von Schüler:innen auf der ganzen Welt.

Ranked #1 Education App

Laden im

Google Play

Laden im

App Store

Immer noch nicht überzeugt? Schau dir an, was andere Schüler:innen sagen...

iOS User

Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Philipp, iOS User

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.
Alternativer Bildtext:

XH X I H X H X R-C-C. HH Polyaddition Ausgangsstoffe, die beide zwei funktionelle Gruppen enthalten, mindestens eines der Monomere besitzt eine Doppelbindung 3.Abbruchreaktion: Zwei Radikale werden miteinander kombiniert. [H XH X X HX H R-C-C-C-C-C-C-C-C-R I I [HH]H H H H[HH] n X HX H +•C-C÷C-C-R Ī I H HH H R-C-C-C-C. I I I |HH|HH n m X Werkstoff H Polyethylen (PE) Cl Polyvinylchlorid (PVC) CN Polyacrylnitril (PAN) O Polystyrol (PS) I A Die Abbruchreaktion erfolgt rein statisch und daher bilden sich Makromoleküle unterschiedlicher Kettenlänge. m Ionische: Ionen sind die Initiatoren. Kationen (+) oder Anionen (-) verursachen Abbruch. Kationische: Initiator sind Brönstedt-Säuren. Die Säure bindet zunächst ein Wassermolekül, wobei ein Proton freigesetzt wird. 1.Kettenstart: H H C=C H* + H X 2.Kettenwachstum: HH H-C-C + n H X + I I |H X|H X n H H 3.Kettenabbruch: [H₂H]H H + H-C-C-C-C + B 1.Kettenstart: H B + C=C H / H X C=C I H XH X n Anionische: Initiator sind Brönstedt-Basen. 2.Kettenwachstum: HH II_ B-C-C + n C=C H X H X 3.Kettenabbruch: H HH H B-C-C-C-C + H H H H X HH H-C-C+ H X [H₂H]H H H-C-C-C-C |H X|H X [H₂H]H H H-C-C-C-C-B I H X]H X n HH + II. B-C-C H X [H₂H]H H B-C-C-C-C |H X|H X n [H₂H]H H B-C-C-C-C-H H XH X n Wichtige Polymere: Polyethylen/Polypropylen: Flaschen, Rohre, Folien... Polyvinylchlorid: Fußböden, Fasern, Rohre... Polystyrol: Haushaltsgeräte, Verpackungen... Polyacrylnitril: Textilfasern Polyethen: Durch Variation der Reaktionsbedingungen wie Temperatur und Druck sowie durch die Verwendung eines Katalysators lassen sich zwei verschiedene Arten von Polyethylen herstellen: Struktur Dichte Polymerisations- grad Hochdruck-Polyethen |Niederdruck-Polyethen B DION Schmelztemperatur etwa 100 Grad amorph Diol: niedrig: 0,92-0,94g/cm3 200-2000 Monomere 1. Veresterung O O || || H-O-C-R-C-O-H + H-O-R‘-O-H Diamin: H Polykondensation: Bei der Polykondensation werden Monomere mit mindestens zwei funktionellen Gruppen zu Makromolekülen durch Kondensationsreaktionen verknüpft. Dabei werden niedermolekulare Nebenprodukte abgespalten (H₂O, HCl, NH2). Werden bifunktionelle Monomere (2 funktionelle Gruppen) eingesetzt entstehen Thermoplaste und bei polyfunktionellen Gruppen erhält man Duroplaste. 2. Vielfache Wiederholung der Veresterung O O H-Ō-C-R-C-Ō-R‘-Ō-H H H-O-R-O-H (2 Hydroxygruppen) - (n-1) H₂O H N-R-N (2 Aminogruppen) H Wichtige Polykondensate: Polyester (PET) Dicarbonsäure+Diol kristallin Polycarbonate (PC) Polyamide (Nylon/Perlon) Dicarbonsäure+Diamin → Amidbindung: -CO-NH- hoch: 0,94-0,96g/cm3 7000-180000 Monomere etwa 120 Grad -H₂O O O H-O-C-R-C-O-R‘-O-H To o -Ō¬C-R-C-Ō-R¹-0-H n Polykondensation(ausführlich): H H I I ¹0 C-R1-C+ HO 201 ¹0. Ō H H +1 C-R₁-C - N-R₂-N₁ O H H I Η HO + ¹N-R₂-N₁ OH Н H nucleophiler Angriff durch das freie Elektronenpaar am Aminostickstoff 1Ō Ō H H I I 3.84 C-R₁-C - N-R₂-N₁ innermolekulare Protonenumlagerung HO O-H H H H Additionsschnitt ¹0 Ό Η || I C-RI-C-N-R2-N₁ + H₂O Kondensationsschnitt HÓ H Nucleophiler Angriff: (Polykondensation & Polymerisation) HH HH I I H-C-C-Br¹ +¹0-H → H-C-C-Ō-H + Brª I I то HH I HH Nucleophile Teilchen sind negativ geladene Ionen oder Moleküle mit Elektronenüberschuss, z.B. freie Elektronenpaare (Elektronendonatoren). Sie greifen den Reaktionspartnern an Stellen niedriger Elektronendichte, also im Bereich positiver Ladung oder Partialladung an. Polyaddition: Die Polyaddition ist gekennzeichnet durch die Addition einer bi oder polyfunktionellen Verbindung an ein anderes Molekül, das Doppelbindungen oder cyclische Gruppen (Ringe) aufweist. Dabei kommt es immer zur Wanderung eines Wasserstoffatoms zu einem Atom des ungesättigten bzw. cyclischen Monomers. Bei Bifunktionellen Monomeren erhält man Thermoplaste und bei Trifunktionellen Monomeren erhält man Duroplaste. Es entstehen keine Reaktionsnebenprodukte. Bildung eines Polyurethans durch Polyaddition: n H H R Н \ / 0 0 R H Urethangruppe Epoxide: O + n O=C-N-R-N=C=0) + H O gl || Diol: H-O-R-O-H (2 Hydroxygruppen) CH2-CH-R-CH-CH2 R H O, n Wichtige Polyaddukte: Polyurethane Polyharnstoffe Epoxidharze A-B-B-B-A-A-B-A-A (2 Epoxidgruppen) Diisocyanate: O=C-N-R-N=C=O (2 Isocyanatgruppen) H→N O C Alternierendes Copolymer: A-B-A-B-A-B-A-B H Copolymere: Die Bildung von Polymeren aus unterschiedlichen Monomeren bezeichnet man als Copolymerisation. Dieses bietet die Chance, durch Kombination von Monomeren mit unterschiedlichen Molekülstrukturen „Kunststoffe nach Maß“ zu konstruieren. Statisches Copolymer: R H 0 0 Blockpolymer: A-A-A-A-B-B-B-B Propfpolymer: B I A-A-A-A-A-A-A-A-A-A Recycling: Werkstoffliches Recycling ↓ Makromoleküle bleiben unverändert ✓ sortierte Kunststoffe ↓ Sortenreines Regranulat aus Altkunststoff gemischte Kunststoffe Materialrecycling ↓ Neue Produkte aus nicht sortenreinem Kunststoff Thermische Verwertung ↓ Makromoleküle werden zerlegt Į Energiegewinnung Rohstoffliches Recycling ↓ Makromoleküle werden zerlegt ✓ Hydrolyse ↓ Monomere Deponie ↓ Makromoleküle bleiben unverändert ↓ Kunststoffabfall Pyrolyse Hydrierung Gaserzeugung 1. Pyrolysegase und -öle Beispiele: Putzmittelverpackungen, -echte Wiederverwertung -kein Müllabfall → keine Umweltverschmutzung Nachteile: -schwer verarbeitbar wegen Kunststoffgemisch -praktikabel nur unter Zufuhr von neuem Kunststoff sortierte Kunst- stoffabfälle Trennen Deponierung: -Kunststoffe verrotten dort nicht weil sie sehr beständig sind -Zusatzstoffe können ins Grundwasser gelangen -Deponien sollten nur ein Zwischenlager sein Tragetaschen Zerkleinern Folien Verarbeiten Extruder Umschmelzen Blumenkästen, Stapelstühle, Rohre usw. Folien Spritz Strang blasen gießen pressen Werkstoffliches Recycling Die Verwertung von Kunststoffen kann je nach eingesetztem Produkt nach dem werkstofflichem, rohstofflichem oder thermischen Verfahren erfolgen. Werkstoffliches Recycling: 41% -effizienteste Möglichkeit Kunststoffe (Thermoplaste) wiederzuverwenden -erfordert sortenreinen und sauberen Altkunststoff → meist nur in der Industrie -muss vorher sortenrein gesammelt, zerkleinert, gewaschen und abgetrennt werden -durch chemische und physikalische Einflüsse Veränderungen in den Polymermolekülen was zur Verschlechterung der Qualität führt - downcycling -eingeschränkte Verwendungsmöglichkeiten durch wiederholtes Recycling Vorteile: sortenreines Regranulat Rohstoffliches Recycling: 1% -für Kunststoffabfälle die sich nicht werkstofflich trennen lassen (Thermoplaste/Duroplaste) -Monomer lassen sich zurückgewinnen -niedermolekulare Kohlenwasserstoffe in Form von Ölen oder Gasen können erzeugt werden → Ausgangstoffe für die Herstellung von Kunststoffen Hydrolyse: -Polyester, Polyamide und Polyurethane lassen sich unter Einsatz von saurem Wasser direkt zu den ursprünglichen Monomeren aufspalten und können anschließend für die Polymersynthese verwendet werden Pyrolyse: -Aufspaltung der Makromoleküle in kürzere Ketten durch Erhitzen auf etwa 700Grad -keine Sauerstoffzufuhr → ungewollte Verbrennung verhindern -als Produkte entstehen unter anderem Alkane, Alkene und Aromaten -Pyrolyseöle (flüssige Kohlenwasserstoffe) werden zur Herstellung neuer Produkte genutzt Hydrierung: -Aufspaltung der Makromoleküle bei Temperaturen von 470Grad und hohem Druck 200bar -gebildete Kohlenwasserstoffe reagieren mit den überschüssigen Wasserstoffen weiter -es entstehen Kohlenwasserstoffe die als Kraftstoffe verwendet werden Synthesegas: -Kunststoffabfälle werden im Hochofen bei Sauerstoffmangel oxidiert -Gemisch aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff entsteht -wird bei der Reduktion von Eisenerz im Hochofenprozess verwendet Thermische Verwertung: 57% -Kunststoffabfälle werde in Müllverbrennungsanlagen verbrannt -vor allem für Duroplaste und Elastomere -frei werdende Energie wird von Kraftwerken genutzt -Schadstoffemissionswerte dürfen nicht überschritten werden Biologisch abbaubare Kunststoffe: -werden unter geeigneten Bedingungen im Vergleich zu konventionellem Kunststoff schneller abgebaut -sie lassen sich größtenteils aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnen wodurch die knappen Erdölressourcen geschont werden Zwei Grundvorraussetzungen: 1. Es liegen chemische Verbindungen mit „Sollbruchstellen“ vor, die enzymatisch spaltbar sind (z.B. Esterbindung, Amidbindung, Acetalbindung). 2. Die entstehenden Produkte sind im Stoffwechsel vom Bakterien und/oder Pilzen verwertbar. Beispiele: O || R₁-C-O-R₂ R3 10₁ R₁-C-Ñ-R2_R₁-C-Ō-R₂_R₁-C-Ō-R₂ H H I 10₁ H Ĥ -Kohlenstoffkette ist durch Stickstoff- und Sauerstoffatome unterbrochen -dies sind die Angriffspunkte für Mikroorganismen (Bakterien/Pilze) -die von ihnen gebildeten Enzyme spalten die Polymerketten hydrolytisch an den Stellen -diese Bruchstücke werden schließlich von den Mikroorganismen verstoffwechselt Faktoren für biologische Abbaubarkeit: -kristalline Bereiche sind für Mikroorganismen nicht oder kaum spaltbar → amorphe Bereiche sind sehr gut spaltbar -Anzahl der „Sollbruchstellen" -Kettenlänge -Anzahl der Mikroorganismen -Zusatzstoffe wie z.B. Weichmacher haben einen negativen Einfluss Polymilchsäure (PLA): -thermoplastische Eigenschaften -Polykondensation/Polymerisation -Polyester COOH I HO-C-H I CH3 n H3C + HO-C-H I CH3 Milchsäure Dilactid COOH CH3 O-CH-CH2-C CH3 Katalysator Polyhydroxybuttersäure: O Verwendungsmöglichkeiten: -Müll und Entsorgung -Gartenbau und Landwirtschaft -Lebensmittelverpackungen -Einwegbesteck H3C Dilactid CH3 I CH3 CH3 +2H₂O -O-C-C-0-C-C- HO HO Polyactid n