Kunststoffe in Chemie – Abi 2022 Übersicht und Zusammenfassung

Mia@miaaluisa

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Ob im Smartphone, der Sportkleidung oder als Verpackung – Kunststoffe...

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Kunststofftypen

Die Struktur der Makromoleküle bestimmt die Eigenschaften des Kunststoffs.

Die drei Grundtypen

Thermoplaste: Lineare Ketten, die bei Wärme schmelzen und verformbar sind.
Duroplaste: Eng netzartig verknüpft, unschmelzbar, unlöslich und sehr hart.
Elastomere: Weitmaschig vernetzt, extrem dehnbar und elastisch.

💡 Achtung: Duroplaste schmelzen nicht, sondern zersetzen sich bei zu großer Hitze direkt.

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Synthesewege

Polymere entstehen durch Verknüpfung von Monomeren in drei verschiedenen Polyreaktionen.

Die Reaktionsarten

Polymerisation: Verknüpft ungesättigte Monomere (wie Ethen) ohne Nebenprodukte.
Polykondensation: Verbindet Monomere unter Abspaltung kleiner Moleküle (z. B. $H_2O$ ).
Polyaddition: Monomere lagern sich ohne Abspaltung von Nebenprodukten aneinander an.

💡 Tipp: Bei der Polykondensation entsteht immer ein Nebenprodukt, bei der Polyaddition nicht.

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Radikalische Polymerisation

Dieser dreistufige Mechanismus startet mithilfe von reaktiven Radikalen und ungesättigten Monomeren.

Der Reaktionsablauf

Startreaktion: Ein Initiator zerfällt homolytisch in reaktive Radikale.
Kettenreaktion: Radikale greifen die Doppelbindung der Monomere an; die Kette wächst.
Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander und beenden das Kettenwachstum.

💡 Tipp: Radikale besitzen ein ungepaartes Elektron, was sie extrem reaktiv macht.

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Synthese von Neopren

Neopren ist ein synthetischer Gummi (Elastomer), der in einem mehrstufigen Prozess hergestellt wird.

Vom Alkohol zum Polymer

Eliminierung: Ethanol wird über Katalysatoren unter Abspaltung von Wasser und Wasserstoff zu Butadien umgesetzt.
Chlorierung: Durch Addition von Chlor und anschließende Eliminierung entsteht Chloropren.
Polymerisation: Die Chloropren-Monomere reagieren zum elastischen Neopren-Kunststoff.

💡 Tipp: Die Chlor-Atome im Neopren sorgen für die hohe chemische Beständigkeit des Materials.

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