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Eigenschaften und Aufbau von Kunststoffen: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere

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Lisa Bendt

6.6.2022

Chemie

Kunststoffe Chemie

Eigenschaften und Aufbau von Kunststoffen: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere

Kunststoffe sind vielseitige Werkstoffe aus synthetischen Makromolekülen mit breitem Anwendungsspektrum. Sie werden in Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere eingeteilt und durch verschiedene Verfahren wie radikalische Polymerisation, Polykondensation und Polyaddition hergestellt. Ihre Eigenschaften ermöglichen den Einsatz in zahlreichen Bereichen von Verpackungen bis zur Medizintechnik.

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6.6.2022

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was sind Kunststoffe und welche Bedeutung haben sie ?
werkstoffe, die hauptsächlich aus Macromolekülen
ein Stück kunststoff Millionen lan

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Polymerisationsverfahren und Kunststoffeigenschaften

Die radikalische Polymerisation ist ein wichtiges Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen. Sie läuft in mehreren Schritten ab und führt zur Bildung von Polymerketten mit unterschiedlicher Länge.

Definition: Die radikalische Polymerisation ist eine gleichschrittige, sich vielfach wiederholende Reaktionsfolge, bei der einfache Ausgangsstoffe MonomereMonomere mit reaktiven Doppelbindungen zu Makromolekülen reagieren.

Der Prozess beginnt mit der Startreaktion, bei der Monomerradikale gebildet werden. Dies geschieht durch den Einsatz von Initiatoren, die freie Radikale erzeugen.

Beispiel: Bei der radikalischen Polymerisation von Ethen reagiert ein Radikal mit dem ersten Monomer, wobei die Doppelbindung aufbricht und ein neues Radikal am Ende des Monomers entsteht.

Im Kettenwachstumsschritt reagiert das entstandene Molekül mit weiteren Monomeren, wodurch die Polymerkette wächst. Dieser Vorgang wiederholt sich vielfach.

Highlight: Die radikalische Polymerisation führt zu Polymerketten mit unterschiedlicher Länge, was die Eigenschaften des resultierenden Kunststoffs beeinflusst.

Die Abbruchreaktion beendet den Polymerisationsprozess. Dies kann durch Rekombination von Radikalen oder durch Disproportionierung geschehen.

Eigenschaften der verschiedenen Kunststoffarten

Die Kunststoffe Eigenschaften Tabelle zeigt die charakteristischen Merkmale der drei Haupttypen:

  1. Thermoplaste Eigenschaften: Werden bei Erwärmung weich und verformbar Erstarren beim Abkühlen Reversibler Vorgang Beispiele: PET, PP, PE, PVC
  2. Duroplaste Eigenschaften: Hohe Festigkeit und Wärmebeständigkeit Nicht verformbar durch Wärme Dreidimensionales Netz mit Quervernetzung Beispiele: Polyester, Polyurethanharz, Epoxide
  3. Elastomere Eigenschaften: Sehr flexibel Finden nach Belastung in die Ursprungsform zurück Weitmaschig kovalent vernetzte Monomere Beispiele: Naturkautschuk, Butadienkautschuk

Vocabulary: Der Unterschied Thermoplast Duroplast Elastomer liegt hauptsächlich in ihrer molekularen Struktur und ihrem Verhalten bei Wärmeeinwirkung.

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Polykondensation und Anwendungen von Kunststoffen

Die Polykondensation ist neben der radikalischen Polymerisation ein weiteres wichtiges Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen. Bei diesem Prozess verbinden sich Monomere mit mindestens zwei funktionellen Gruppen unter Abspaltung kleiner Moleküle wie Wasser.

Definition: Polykondensation ist eine Reaktion, bei der Monomere mit funktionellen Gruppen unter Abspaltung von Nebenprodukten zu Polymeren reagieren.

Durch Polykondensation entstehen verschiedene Kunststofftypen:

  1. Polyamide
  2. Polyester
  3. Polycarbonate

Beispiel: Bei der Herstellung von Polyester reagieren Dicarbonsäuren mit Diolen unter Abspaltung von Wasser zu einer Esterbindung.

Für die Polykondensation geeignete Monomere sind:

  • Dicarbonsäuren mitCarboxylgruppenmit Carboxylgruppen
  • Diole/Dialkohole mitHydroxylgruppenmit Hydroxylgruppen
  • Diamine mitAminogruppenmit Aminogruppen

Highlight: Die Polykondensation ermöglicht die Herstellung von Kunststoffen mit spezifischen Eigenschaften für verschiedene Anwendungsbereiche.

Positive Aspekte von Kunststoffen

Kunststoffe bieten zahlreiche Vorteile, die ihren weitverbreiteten Einsatz erklären:

  1. Leichte Reinigung
  2. Gewichtsreduktion und leichte Werkstoffe
  3. Keine Oxidation
  4. Elektrische Isolierung
  5. Kostengünstig im Vergleich zu anderen Materialien
  6. Beständig gegen Wasser, viele Säuren und Laugen
  7. Leicht verformbar und vielfach einsetzbar

Highlight: Kunststoffe sind aufgrund ihrer vielseitigen Eigenschaften von Kunststoffen in Bereichen wie Bau, Verkehr und Medizin unverzichtbar geworden.

Trotz ihrer zahlreichen Vorteile gibt es auch Herausforderungen im Zusammenhang mit Kunststoffen, insbesondere in Bezug auf Umweltaspekte und Recycling. Die Forschung arbeitet kontinuierlich an der Entwicklung umweltfreundlicherer und nachhaltiger Kunststofflösungen.

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Chemie

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6. Juni 2022

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Eigenschaften und Aufbau von Kunststoffen: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere

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Lisa Bendt

@lisa.bdt_

Kunststoffe sind vielseitige Werkstoffe aus synthetischen Makromolekülen mit breitem Anwendungsspektrum. Sie werden in Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere eingeteilt und durch verschiedene Verfahren wie radikalische Polymerisation, Polykondensation und Polyaddition hergestellt. Ihre Eigenschaften ermöglichen den Einsatz in zahlreichen Bereichen von... Mehr anzeigen

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Polymerisationsverfahren und Kunststoffeigenschaften

Die radikalische Polymerisation ist ein wichtiges Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen. Sie läuft in mehreren Schritten ab und führt zur Bildung von Polymerketten mit unterschiedlicher Länge.

Definition: Die radikalische Polymerisation ist eine gleichschrittige, sich vielfach wiederholende Reaktionsfolge, bei der einfache Ausgangsstoffe MonomereMonomere mit reaktiven Doppelbindungen zu Makromolekülen reagieren.

Der Prozess beginnt mit der Startreaktion, bei der Monomerradikale gebildet werden. Dies geschieht durch den Einsatz von Initiatoren, die freie Radikale erzeugen.

Beispiel: Bei der radikalischen Polymerisation von Ethen reagiert ein Radikal mit dem ersten Monomer, wobei die Doppelbindung aufbricht und ein neues Radikal am Ende des Monomers entsteht.

Im Kettenwachstumsschritt reagiert das entstandene Molekül mit weiteren Monomeren, wodurch die Polymerkette wächst. Dieser Vorgang wiederholt sich vielfach.

Highlight: Die radikalische Polymerisation führt zu Polymerketten mit unterschiedlicher Länge, was die Eigenschaften des resultierenden Kunststoffs beeinflusst.

Die Abbruchreaktion beendet den Polymerisationsprozess. Dies kann durch Rekombination von Radikalen oder durch Disproportionierung geschehen.

Eigenschaften der verschiedenen Kunststoffarten

Die Kunststoffe Eigenschaften Tabelle zeigt die charakteristischen Merkmale der drei Haupttypen:

  1. Thermoplaste Eigenschaften: Werden bei Erwärmung weich und verformbar Erstarren beim Abkühlen Reversibler Vorgang Beispiele: PET, PP, PE, PVC
  2. Duroplaste Eigenschaften: Hohe Festigkeit und Wärmebeständigkeit Nicht verformbar durch Wärme Dreidimensionales Netz mit Quervernetzung Beispiele: Polyester, Polyurethanharz, Epoxide
  3. Elastomere Eigenschaften: Sehr flexibel Finden nach Belastung in die Ursprungsform zurück Weitmaschig kovalent vernetzte Monomere Beispiele: Naturkautschuk, Butadienkautschuk

Vocabulary: Der Unterschied Thermoplast Duroplast Elastomer liegt hauptsächlich in ihrer molekularen Struktur und ihrem Verhalten bei Wärmeeinwirkung.

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Polykondensation und Anwendungen von Kunststoffen

Die Polykondensation ist neben der radikalischen Polymerisation ein weiteres wichtiges Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen. Bei diesem Prozess verbinden sich Monomere mit mindestens zwei funktionellen Gruppen unter Abspaltung kleiner Moleküle wie Wasser.

Definition: Polykondensation ist eine Reaktion, bei der Monomere mit funktionellen Gruppen unter Abspaltung von Nebenprodukten zu Polymeren reagieren.

Durch Polykondensation entstehen verschiedene Kunststofftypen:

  1. Polyamide
  2. Polyester
  3. Polycarbonate

Beispiel: Bei der Herstellung von Polyester reagieren Dicarbonsäuren mit Diolen unter Abspaltung von Wasser zu einer Esterbindung.

Für die Polykondensation geeignete Monomere sind:

  • Dicarbonsäuren mitCarboxylgruppenmit Carboxylgruppen
  • Diole/Dialkohole mitHydroxylgruppenmit Hydroxylgruppen
  • Diamine mitAminogruppenmit Aminogruppen

Highlight: Die Polykondensation ermöglicht die Herstellung von Kunststoffen mit spezifischen Eigenschaften für verschiedene Anwendungsbereiche.

Positive Aspekte von Kunststoffen

Kunststoffe bieten zahlreiche Vorteile, die ihren weitverbreiteten Einsatz erklären:

  1. Leichte Reinigung
  2. Gewichtsreduktion und leichte Werkstoffe
  3. Keine Oxidation
  4. Elektrische Isolierung
  5. Kostengünstig im Vergleich zu anderen Materialien
  6. Beständig gegen Wasser, viele Säuren und Laugen
  7. Leicht verformbar und vielfach einsetzbar

Highlight: Kunststoffe sind aufgrund ihrer vielseitigen Eigenschaften von Kunststoffen in Bereichen wie Bau, Verkehr und Medizin unverzichtbar geworden.

Trotz ihrer zahlreichen Vorteile gibt es auch Herausforderungen im Zusammenhang mit Kunststoffen, insbesondere in Bezug auf Umweltaspekte und Recycling. Die Forschung arbeitet kontinuierlich an der Entwicklung umweltfreundlicherer und nachhaltiger Kunststofflösungen.

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Kunststoffe: Grundlagen und Herstellung

Kunststoffe sind synthetische oder halbsynthetische Werkstoffe, die hauptsächlich aus Makromolekülen bestehen. Diese Makromoleküle, auch Polymere genannt, setzen sich aus vielen kleinen, sich wiederholenden Einheiten MonomerenMonomeren zusammen. Der Aufbau von Kunststoffen basiert auf Millionen langer, ineinander verschlungener Molekülketten, die ihnen ihre charakteristischen Eigenschaften verleihen.

Definition: Kunststoffe sind synthetisch oder halbsynthetisch erzeugte Polymere mit organischen Gruppen.

Die Eigenschaften von Kunststoffen sind äußerst vielfältig, was sie zu einem unverzichtbaren Werkstoff in vielen Bereichen macht. Sie können kostengünstig hergestellt werden und ersetzen oft teurere Materialien wie Metall, Holz oder Baumwolle.

Highlight: Kunststoffe finden Anwendung in Verpackungen, Haushaltsprodukten, der Medizin, im Bausektor und in der Landwirtschaft.

Einteilung der Kunststoffe

Die Arten von Kunststoffen lassen sich in drei Hauptkategorien einteilen:

  1. Thermoplaste: Diese Kunststoffe werden bei Erwärmung weich und verformbar. Beim Abkühlen erstarren sie wieder, was einen reversiblen Vorgang darstellt.
  2. Duroplaste: Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Wärmebeständigkeit aus. Einmal ausgehärtet, sind sie nicht mehr durch Wärme verformbar.
  3. Elastomere: Diese Kunststoffe sind sehr flexibel und kehren nach mechanischer Belastung in ihre Ursprungsform zurück.

Beispiel: Polypropylen PPPP ist ein typischer Vertreter der Thermoplaste und besteht aus Propyleneinheiten.

Herstellungsverfahren von Kunststoffen

Die Herstellung von Kunststoffen erfolgt durch verschiedene Verfahren, wobei die radikalische Polymerisation eine wichtige Rolle spielt.

Vocabulary: Die radikalische Polymerisation ist eine exotherme Reaktion, bei der Monomere zu Makromolekülen reagieren.

Der Ablauf einer radikalischen Polymerisation umfasst folgende Schritte:

  1. Startreaktion: Bildung von Monomerradikalen InitiationInitiation
  2. Kettenwachstum
  3. Abbruchreaktion

Highlight: Bei der radikalischen Polymerisation werden freie Radikale als Initiatoren eingesetzt, um die Reaktion zu starten.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Greenlight Bonnie

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Julia S

Android user

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Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Greenlight Bonnie

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