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Kunststoffe Lernzettel & Zusammenfassung
15.4.2023
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Kunststofftypen und ihre mechanischen & thermischen Eigenschaften Thermoplaste Eigenschaften: Vernetzung intermolekulare: Kräfte/ Bindungen molekularer Aufbouw Beispiele Duroplaste Eigenschaften : : : : A sind bei Erwärmung verformbar da durch Wärmezufuhr die intermolekularen Wechselwirkungen überwunden werden können beim Abkühlen behält es gegebene Form bei ▶ bei kalte hart & sprode ▶ lineare oder leicht verzweigte Polymerketlen Van-der-Waals-Krafte Dipol-Dipol-Wechselwirkung Stoffbruckenbindung ►Wasser ► kristallin (geordnet). 4 krafte gut wirksam • amorph Cungeordnet) 4 Kräfte weniger gut wirksam Lego, Eimer, Lineal ▶ sind hart und spröde ▶ zersetzen sich bei Erwärmung ► sind mechanisch nicht verformbar 4 würden zerbrechen Vernetzung Intermolekulare Krafte molekularer Aufbau Beispiel : Elastomere Vernetzung intermolekulare: Kräfte molekularer Aufbau ▶ engmaschig vernetzle Polymerletten dreidimensional verzweigle Molekule ▶ Elektronenpaar binding Eigenschaften: ▸ sind weich, elastisch & verformbar durch mechanische Einwirkung wie zug- oder Druckbewegungen kann. man Elastomere verfomen ▶ Nach Ende der Einwirkung kehren Sie in Ursprungsform zurück zerreißt bei zu hoher mechanischer Belastung & zersetzt sich bei Erwärmung Steckdosen, Lichtschalter • weitmaschig vernetzte Polymerketten ▶ zweidimensional verzweigle Moleküle ▸ sind durch Elektronenpaar binding einer Kovalenten Bindung, verbunder Beispiel Schwamm, Matratzen, Gummibander, Autoreifen - Copolymere → Die Bildung von Polymeren aus unterschiedlichen Monomeren bezeichnet man als copolymerisation → Dies bietet die Chance , Kunstoffe nach Maß zu konstruieren Mögliche Copolymere ▶ Statisches Copolymer A-R-B-B-A-A-B-A-A ► attemierendes Copolymer A-B-A-B-A-B-A-B ▸ Blockpolymer A-A-A-A-B-B-B-B ▸ Propfpolymer 15 A-A-A-A-A-A-A 0 → Mon gilot Monomere einfa zusammen Sequenz A.B willkürlich → werden mit Katalysator gebildet →Monomersorten abwechselnd → einheitliche Monomersorten miteinander verknüpft → Seitenkette aus anderen Monomeren aufgebaut als Hauptkette C=C Doppelbindyns bricht auf & wird zu Cettenwachstumsreaktion → Viele Alkene können über die radikalische Polymerisation zu Makromolekülen verknüpft werden, aber nicht in allen Fällen erhält man ein Polymer, der als geeignet ist Werkstoff - were WICHTIGE Polymere C-C Einfach- bindung HI radikalische Polymerisation 1 H 1 C=C Ethen HICIA 1 Polyethen (PE) H -C-C H H 1 H H Jn C=C 1 H 1 Vinylchlorid T Polyvinyl- chlorid (PVC) H H CI TCIH Η + In H H C C CH3 H 1 H Propen Polypropen (PP) CH3 1 H H Jn H V H CIC H CEN Acryinitril Polyacryl- nitril (Dralon) H H 1 H CN H Kunststoffe Herstellung Styrol Polystyrol (Styropor) HH ਕ → Der Start der Reaktion erfolgt durch Startradikal > meistens aus organischen Peroxiden → meistens warme...
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Alternativer Bildtext:
ocher licht Kettenstart → →+ Aufspaltung der Doppelbindung zu Einfachbindung & Erzeugung Monomer-Radicall 2 ketterwachstury → verlängerte Radikalkette greift weitere verlängerung Doppelbindungen der Alkene an zwei Radikale werden 3 Kettenabbruch → Vernichtung Radikale → miteinander verknüpft 4 Beispiel: Bildung von Polystyrol aus Styrol Legende: R₁ = Cotts-COO• (Benzoylroclikal) RA R₂ = Erzeugung/Bildung von Startradikal R- R-Licht R₁. H (1) Kettenstart (2) R₁ • + C=C² #H R₁ 1 H-C-H + H { I. # H с со ( 1 H Ri H + Kettenwachstum/verlängerung. R₂ HICIH + H R₂₁-C-C+C-C₂ R₂ H H O C = 0 ( 3 Kettenabbruch H I-U-N Rz H + H H → R₁-COC. H Rz H 1 O H H ( H Н 1 Ri H I H H U C → R₂₁-C-C- C - Co 1 H R₂ H R ₂ COC• Monomer- Radikal R2 H •C-C-C-C = R₁ T 1 P2 HP₂ I ег н R2 Н H n H 'm H H R₁-C-C-C-C-C-C-C-C 1 H R₂ H R₂ H 1 R₂ H R ₂ M H +- R₁ → Reaktionsmechanismus wie bei Veresterung → Monomere mit mindestens 2 funktioneller Gruppen werden verknüpft A G PO → dabei werden Nebenprodukte abgespalten (H₂O, HCl, NH₂) A WICHTIGE Polykondensate ► Polyester (PET) Diol + Dicarbonsaure Thermoplast ↳ Monomere über Esterbindung verknüpft 4 10. Polycondensation ▶ Polyamid (Nylon / Perlon) Diamin + Dicarbonsäure ↳ Amidbindung Thermoplast Polycarbonat (PC) Phosgen + Diol Dicarbonsaure H-O O=² C H R Diamine H₂ C Kunststoffe iN-R+NI 10-HCarboxy- Gruppe I Herstellung Diole H H-O-R-O-H Hydroxy Gruppe Amino-Gruppe Beispiel: Bildung von Polyester (PET) PET istein Polyester aus Terephtalsäure und Ethandiol 10 W с H-O Of но-с -H H + H-O-C-C-0-H 1 H H -1₂0 TOL C potato O-C-C H H + I TO H Polyaddition → zwei verschiedene Monomere, die jeweils mindestens 2 funktionelle Gruppen besitzen, werden verknüpft ⇒ reagiert mittels Protonenübertragung → durch Polyaddition lassen sich Polyurethane herstellen aus Diol und Diisocyanate Zwei versch Monomere Tsocyanat Gruppe Bildung eines Polyurethan O=C=N=R₁ - N=C=0} + H-O-R ₂-0-H R₁-N=C=0+ <O=C=N-R₁-N-C-0 - R₂-O-H R. 2 H H 01 6-F Lunststoffe Herstellung 107 Urethangruppe 4 PU-Schaumstoff Fagt man wasse hinzu erfolgt eine Nebben- reaction CO₂ wird frei & bewirkt das Aufschäume 새 + R₂ - N₂ Hydroxy- Gruppe H n +0=C=0\