Heute will ich euch einen detaillierteren Einblick in die Inhalte und die Theorie meiner Lehre zur Kunststofftechnikerin geben. Kunststoff ist nämlich nicht gleich Kunststoff. Deshalb geht es in meinem Blogbeitrag um folgende Fragen:

li-pfeil2 Was sind Kunststoffe überhaupt?
li-pfeil2 Welche verschiedenen Arten gibt es?
li-pfeil2 Und wie werden diese hergestellt?

Ich habe auch immer wieder Links zu informativen Websites oder spannenden Videos hinzugefügt. 🙂

 

Was sind Kunststoffe?

Bestandteile von Kunststoffen bestehen aus makromolekularen organischen Verbindungen, die synthetisch (künstlich) oder durch Umwandeln von Naturprodukten entstehen. z.B.:  Christoph Kolumbus brachte einen Stoff mit, den man Kauuschu (=weinender Baum) nannte. Wir nennen diesen Stoff heute Kautschuk. Kunststoffe sind bei bestimmten Bedingungen schmelz- und formbar.

Welche Kunststoffarten gibt es – wie entstehen sie?

Synthetische Kunststoffe werden durch die Verknüpfung vieler kleiner Moleküle (Monomere)* mit den großen Makromolekülen (Polymere)* hergestellt. Natürliche Polymere treten in Pflanzen und Tieren auf. Synthetische Polymere werden hauptsächlich aus Erdöl hergestellt. Je nach chemischen Eigenschaften der Monomere werden verschiedene Verfahren zur Verknüpfung verwendet.

Diese Verfahren werden Polymerisation, Polykondensation, Polyaddition und Vulkanisation genannt. Je nach Verfahren und welche Monomere verwendet werden entstehen verschiedene Arten von Kunststoffen.

*Monomere: = altgriechisch von monos. — ein, einzel & meros — Teil, Anteil
*Polymere: = griechisch von poly — viel & meros — Teil, Anteil

Arten / Hauptgruppen von Kunststoffen :
li-pfeil2 Thermoplasten (auch Thermomere genannt)
li-pfeil2 Duroplaste (Duromere)
li-pfeil2 Elastomere

 

Hier findet ihr ein Video, dass auf lustige und gut verständliche Weise die Herstellung von Kunststoffen erklärt:

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Herstellung von synthetischen Kunststoffen:

durch Hilfe von Wärme, Druck, Lösungsmittel und Katalysatoren entstehen chemische Vorgänge, die die Verkettung der Einzelmoleküle fördern und dadurch bilden sich Makromoleküle*.

*Makromoleküle  = große, riesige Moleküle  (makros = groß)

VERFAHREN:

Polymerisation:
Einfache Verbindungen mit gleichen – mehreren Monomeren. Bei der Polymerisation brechen oder klappen durch Wärme, Druck und Katalysatoren die Doppelbindungen und verknüpfen sich untereinander zu langen Fadenmolekülen.

z.B.:  Polyethylen = PE  = Kunststoff

Polymerisation_Grafik

 

Hauptgruppen:
1)    Homopolymerisation
Monomere gleicher Art werden chemisch verbunden

1_Homopolymerisation

2)    Mischpolymerisation (Copolymerisation)
Monomere verschiedener Art werden chemisch verbunden

 

Untergruppen:
a)    Alternierende Mischpolymerisation
Verbindung der Monomere regelmäßig abwechselnd

2_alternierende Mischpolymerisation

b)    Statische Mischpolymerisation
Verbindung der Monomere unregelmäßig abwechselnd

3_Statische Mischpolymerisation

c)    Block – Mischpolymerisation
In einem zweiten Reaktionsschritt werden weitere Monomere eingepflanzt — man blockt die vorherigen Monomere ab

4_Block-Mischpolymerisation

d)    Pfropf – Mischpolymerisation
An ein vorhandenes Polymer werden Polymerketten anderer Art angehängt (aufgepfropft)

5_Pfropf-Mischpolymerisation

Kunststoffe die  durch Polymerisation entstanden sind:
li-pfeil2 Polyethen (PE)
li-pfeil2 Polypropen (PP)
li-pfeil2 Polybutadien
li-pfeil2 Polystyrol (PS)
li-pfeil2 Polyvinylchlorid (PVC)
li-pfeil2 Polyacrylnitril (PAN)
li-pfeil2 Polytetrafluorethen (Teflon)
li-pfeil2 Polyacrylate

Polykondensation:

  • Verschiedene Monomere werden eingesetzt
  • Zum Aufbau eines Makromoleküls braucht man freie Valenzen*  – dadurch entstehen niedermolekulare Produkte zb. Wasser & Salzsäure diese werden gespalten (ausgeschieden, ausgeschwitzt, entfernt)

Polykondensation

*Valenzen: jedes Atom von einem Element hat bestimmte Bindungsmöglichkeiten (Valenzen) = Wertigkeiten  (Arme an denen sich andere Elemente binden/festhalten können)

Kunststoffe die durch Polykondensation entstanden sind:
li-pfeil2 Polyamide (PA)
li-pfeil2 Polycarbonat (PC)
li-pfeil2 Polyester (PES)
li-pfeil2 Formaldehydharze

Polyaddition:

Vereinigen von zwei verschiedenen Grundbausteinen ohne Abspaltung eines kleinen Moleküls (keine niedermolekularen Produkte) – Reaktion der Grundbausteine untereinander so dass ein Makromolekül entsteht.
Wesentlicher Unterschied zur Polykondensation ist das keine Nebenprodukte abgespalten/abgeschieden werden. Monomere reagieren miteinander in dem sich Atome und Elektronenpaare verschieben.

Polyaddition

Kunststoffe die durch Polyaddition entstanden sind:
li-pfeil2 Epoxidharze
li-pfeil2 Polyurethane
li-pfeil2 Polyharnstoffe

Weitere Informationen zu diesem Thema findet ihr z.B. auf der Website der Freien Universität Berlin: http://www.chemie.fu-berlin.de/chemistry/kunststoffe/konzepte.htm

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