Kunststofftechnik - Grundlagen und Einführung
Prüfungsvorbereitung für Kunststofftechnik von Prof. Bonten Universität Stuttgart
Prüfungsvorbereitung für Kunststofftechnik von Prof. Bonten Universität Stuttgart
Kartei Details
| Karten | 23 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 26.12.2014 / 15.02.2017 |
| Weblink |
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[Kap. 2.1] Auf welche Art können biobasierte Polymere nicht erzeugt werden?
[Kap. 2.1] Wie viele verschiedene Monomere sind für die Kunststoffherstellung von Bedeutung?
[Kap. 2.1] Welche Aussage ist falsch?
[Kap. 2.1] Ausgangsstoff für die chemische Synthese von Makromolekülen sind niedermolekulare Verbindungen (Monomere). Je nach Art der ablaufenden chemischen Reaktionen unterteilt man in drei Klassen von Polymerisationsreaktionen. Nennen Sie diese.
radikalische und ionische Polymerisation
Polykondensation
Polyaddition
[Kap. 2.1] Gibt es einen Unterschied in der Bindungsstärke von Haupt-valenzbindungen und Nebenvalenzbindungen? Begründen Sie.
Atombindungen sind Hauptvalenzbindungen. Sie verbinden die Atome in den Polymerketten. weitere Bezeichnungen: kovalente Bindung, homöopolare Bindung, Elektronen-paarbindung.
Die Polymerketten sind derart lang, dass sie sich zu watteartigen Strukturen zusammen-finden. Die Nebenvalenzkräfte bewirken den Zusammenhalt der einzelnen Makromoleküle.
Im Verhältnis zu den Hauptvalenzbindungen sind sie 10 – 100 mal schwächer.
[Kap. 2.1] Wie kommen Nebenvalenzbindungen zu Stande?
Dipol-Dipol-Kräfte, Wasserstoffbrückenbindung, Dispersionskräfte
[Kap. 2.1] Welche Aussage trifft auf Elastomere nicht zu?
[Kap. 2.1] In welche drei Hauptgruppen können die Kunststoffe unterteilt werden? Ordnen Sie diese aufsteigend in Bezug auf den intermolekularen Vernetzungsgrad (kovalente Vernetzungsdichte).
Thermoplaste, Elastomere, Duromere
[Kap. 2.1] Vernetzte Polymere gelten als unlöslich, sie werden höchstens chemisch angegriffen. Die meisten unvernetzten Polymere lassen sich dagegen in geeigneten Lösemitteln lösen. Erläutern Sie, wie es zu diesem Unterschied kommt.
Vernetzte Polymere sind über Atombindungen bzw. Hauptvalenzbindungen (kovalente Bindungen) miteinander verknüpft. Solche Bindungen können nicht durch Lösemittel aufgebrochen werden. Aggressive Chemikalien, wie z.B. starke Säuren, beschädigen das Polymer, d.h. sie zerstören das Polymer in seiner Struktur.
Zwischen unvernetzten Polymeren bestehen Anziehungskräfte. Diese werden als physikalische Bindung bzw. Nebenvalenzbindungen bezeichnet und sind um ein Vielfaches schwächer als Atombindungen. Die - im Vergleich zu Polymeren - kleinen Lösemittelmoleküle zwängen sich zwischen die Polymerketten, wodurch der Abstand zwischen den Polymerketten größer wird, was eine Verringerung der Anziehungskräfte zwischen den Polymerketten bewirkt. Sind die Polymerketten vollständig von Lösemittelmolekülen umgeben, so sagt man, „das Polymer ist vollständig gelöst“.
[Kap. 2.1] Was beschreibt die Primärstruktur?
[Kap. 2.1] Was versteht man unter Konstitution und Konfiguration? Behelfen Sie sich jeweils einer Skizze.
Konstitution: chemisches Aufbauprinzip eines Moleküls aus den Atomen, z.B. Typ der Aneinanderreihung, Art der Endgruppe, Länge der Verzweigungen, etc.
Konfiguration: räumliche Anordnung der Atome und Atomgruppen im Molekül bei gleicher Konstitution
[Kap. 2.1] Welche Eigenschaft ist bei teilkristallinen Polymeren geringer als bei amorphen?
[Kap. 2.1] Welche Konfigurationen kann Polypropylen annehmen? Beschreiben Sie die Veränderung der Eigenschaften hierdurch.
PP-Baustein:
isotaktisches PP, syndiotaktisches PP, ataktisches PP
[Kap. 2.1] Polymere werden nicht nur zur Herstellung von Kunststoffen verwendet. Nennen Sie drei technische Anwendungen von Polymeren außerhalb der Kunststofftechnik und die Funktion, die Polymere dabei spielen.
In der Textiltechnik sind Polymere Rohstoffe für
- Chemiefasern (z.B. Polyamid-, Polyesterfaser)
- Naturfasern (Baumwoll- oder Seidenfaser)
Die chemischen Grundlagen einiger Polymere für Kunststoffe und Chemie-fasern mögen gleich sein, aber für Fasern werden die Molekülketten besonders ausgerichtet und angeordnet. Chemiefasern sind Bestandteil der Textiltechnik, nicht der Kunststofftechnik.
Polymere werden auch in großer Menge für Beschichtungen von Oberflächen eingesetzt
- Lacke (auch sog. Pulverlacke)
- Klebstoffe
- Schichten in Solarzellen
Als Funktionszusatzstoff („Additiv“) werden Polymere für die Verbesserung von Eigenschaften von Leder, von Papier, von Beschichtungen/Lacken, von Chemiefasern/Textilien sowie von Kunststoffen benötigt. Sie selber sind aber keine Kunststoffe. Teilweise wird hierfür der Begriff „Funktionspolymer“ verwendet.
[Kap. 2.2] Beschreiben Sie mit einem Diagramm, wie sich die Zugfestigkeit bei Duromeren qualitativ in den charakteristischen Übergangsbereichen mit steigender Temperatur verändert. Benennen Sie die Übergangstemperaturen qualitativ.
Zustandsbereich von Duromeren
[Kap. 2.2] Beschreiben Sie mit einem Diagramm, wie sich die Zugfestigkeit bei Elastomeren qualitativ in den charakteristischen Übergangsbereichen mit steigender Temperatur verändert. Benennen Sie die Übergangstemperaturen qualitativ.
Zustandsbereich von Elastomeren
[Kap. 2.2] Beschreiben Sie mit einem Diagramm, wie sich die Zugfestigkeit bei teilkristalliner Thermoplaste qualitativ in den charakteristischen Übergangsbereichen mit steigender Temperatur verändert. Benennen Sie die Übergangstemperaturen qualitativ.
Zustandsbreich teilkristalliner Thermoplast
[Kap. 2.2] Beschreiben Sie mit einem Diagramm, wie sich die Zugfestigkeit bei amorpher Thermoplaste qualitativ in den charakteristischen Übergangsbereichen mit steigender Temperatur verändert. Benennen Sie die Übergangstemperaturen qualitativ.
Zustandsbereich amorpher Thermoplaste
[Kap. 2.2] Welche Kunststoffe haben ihren Einsatzbereich nicht im thermoelastischen Zustand?
[Kap. 2.2] Erklären Sie das das viskose Verhalten von Kunststoffen! Behelfen Sie sich dabei eines Ersatzmodells.
Viskoses Verhalten
[Kap. 2.2] Welches mechanische Ersatzmodell beschreibt rein plastisches Verhalten?
[Kap. 3.2.1] Benennen Sie die fünf verschiedenen Verformungsverhalten von Kunststoffen unter Last.
linear-elastisch, linear-viskoelastisch, nichtlinear-viskoelastisch, Einschnürbereich, stationäres plastisches Fließen
[Kap. 3.2.1] Erklären Sie anschaulich, warum eine geringere Verformungsgeschwindigkeit und/oder eine erhöhte Einsatztemperatur die Dehnfähigkeit von Kunststoffen erhöht.
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