Kunststofftypen und ihre Eigenschaften

Kunststoffe lassen sich basierend auf ihrem Verhalten bei Erwärmung in verschiedene Typen einteilen. Ein wichtiger Typ sind die Thermoplaste:

• Thermoplaste bestehen aus linearen, langkettigen Molekülen, die eventuell strauchähnlich verzweigt sind.
• Der Zusammenhalt wird durch zwischenmolekulare Kräfte gewährleistet.
• Bei Erwärmung erweichen Thermoplaste und werden verformbar, bis hin zum Schmelzen.
• Dies geschieht, weil die erhöhte Teilchenbewegung die zwischenmolekularen Kräfte schwächt und die Molekülketten aneinander vorbeigleiten können.
• Thermoplaste haben keinen scharfen Schmelzpunkt, sondern einen Erweichungsbereich aufgrund der unterschiedlichen Kettenlängen.
• Bei zu hohen Temperaturen tritt schließlich eine Schwärzung ein, was auf das Erreichen der Zersetzungstemperatur hinweist.

Highlight: Die Fähigkeit von Thermoplasten, bei Erwärmung erneut verformbar zu werden, ermöglicht ihr Recycling und ihre vielseitige Verwendung.

Vocabulary: Zersetzungstemperatur - Die Temperatur, bei der ein Kunststoff beginnt, sich chemisch zu zersetzen und seine Eigenschaften irreversibel zu verändern.

Allgemeines zu Polymeren und Kunststoffen

Polymere sind organische Werkstoffe, die in der Natur nicht vorkommen. Es handelt sich um Makromoleküle, die aus vielen gleichen Bausteinen, den sogenannten Monomeren, aufgebaut sind. Man unterscheidet zwischen Homopolymeren aus gleichartigen Monomeren und Copolymeren aus verschiedenartigen Monomeren.

Kunststoffe können natürlichen, halbsynthetischen oder vollsynthetischen Ursprungs sein. Zu den natürlichen Kunststoffen zählen beispielsweise Stärke, Zellulose und Proteine. Halbsynthetische Kunststoffe wie Celluloid entstehen durch Abwandlung von Naturstoffen. Vollsynthetische Kunststoffe werden dagegen aus Rohstoffen hergestellt, die aus Erdöl, Erdgas oder Kohle gewonnen werden.

Vocabulary: Homopolymer - Ein Polymer, das aus nur einer Sorte von Monomeren besteht.

Vocabulary: Copolymer - Ein Polymer, das aus zwei oder mehr verschiedenen Monomereinheiten aufgebaut ist.

Highlight: Die Struktur von Polymeren kann linear oder verzweigt sein, was ihre Eigenschaften beeinflusst.

Einfluss der Reaktionsbedingungen und Radikalfänger

Die Reaktionsbedingungen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Kettenlänge der entstehenden Polymere bei der radikalischen Polymerisation:

• Hohe Konzentration des Radikalbildners und hohe Temperatur führen zu vielen kurzen Ketten.
• Niedrige Konzentration des Radikalbildners und niedrige Temperatur ergeben wenige lange Ketten.

Radikalfänger spielen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der radikalischen Polymerisation. Sie reagieren schneller mit Radikalen als die zu polymerisierende Substanz und unterbrechen so die Radikalkettenreaktion. Dies kann genutzt werden, um Substanzen vor unerwünschter Polymerisation zu schützen.

Highlight: Die Steuerung der Reaktionsbedingungen ermöglicht die gezielte Beeinflussung der Polymereigenschaften.

Vocabulary: Radikalfänger - Substanzen, die Radikale abfangen und so eine Polymerisation verhindern oder unterbrechen können.