werk3
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Was sind Werkstoffe?
Welche worin werden Werkstoffe unterschieden?
Bsp. für Kermik, Kunstoffe, Metalle, Glas?
Werkstoff: Werkstoffe sind alle festen Stoffe, aus denen sich Gegenstände zusammensetzen.
Strukturwerkstoffe: Für Kraft- und Bewegungsübertragung (tragen von Lasten, Maschinenelemente)
Funktionswerkstoffe: Werden wegen ihren charackteristischen Eigenschaften verwendet müssen funktionellen Aufgaben gewährleisten, also bestimmte elektrische, optische, oder dekorative Eigenschaften besitzen.
- Metalle: Struktur: Getriebe, Gehäuse, Behälter , Brücken
Funktion: Transformatoren, Widerstände (Elektrotechnik)
- Keramik: Struktur: Lager, Düsen
Funktion: piezo-elektrische Schalter und Sensoren
- Glas: Struktur: Laborgeräte, Fahrzeug- und Gebäudescheiben
Funktion: Prismen, Linsen, Lichtleiter (Optikbauteile)
- Kunststoff: Struktur: Verpackungen, Maschinenelemente, Gehäuse
Funktion: Lichtleiter, Displays, Linsen
Definition Kunstoffe?
Kunststoffe sind Materialien, deren wesentliche Bestandteile aus solchen
makromolekularen organischen Verbindungen bestehen, die synthetisch oder
durch Abwandlung von Naturprodukten hergestellt werden.
Kunststoffe=Polymere+Additive
Definition Mol?
Definition Molmasse?
- 1 Mol ist diejenige Stoffmenge, die eben so viele Teilchen enthält, wie in 12g
des Kohlenstoffisotops C 12 Atome enthalten sind, also n = 6,022*10^23
(Avogadrosche Zahl). Das Kurzzeichen (Maßeinheit) ist mol.
- Die Molmasse M ist die Masse eines Mols eines bestimmten Stoffes. Die
Maßeinheit ist g/mol.
Definition Monomer?
Ein Monomer ist eine niedermolekulare chemische Verbindung, die in der
Lage ist, sich mit identischen oder anderen Molekülen zu Molekülketten zu
verbinden. (etwa <100 g/mol)
Definition Makromolekül?
Ein Makromolekül ist ein Molekül, das aus mindestens mehreren Hundert
kovalent gebundenen Atomen besteht (Molmasse > 10‘000 g/mol).
Worin unterscheiden sich die Polyreaktionen?
Was sind ihre Merkmale?
Beschreibe Symbolisch die Struktur?
Gebe jeweils zwei Beispiele an!
Polyreaktionen:
- Polymerisitiation: Kettenreaktion -> Monomere verbinden sich durch Aufspaltung von Doppelbindungen M i + M ->M i+1
Bsp: PE, PS, PMMA
Struktur: A-A-A-A
- Polykondensation: Stufenreaktion -> Es braucht mindestens 2 reaktive Gruppen pro Monomermolekül -> es spalten sich niedermolekulare Reaktionsprodukte ab (z.B. Wasser)
Bsp: PET, PA
Struktur: A-X-B+A-X-B -> A-X-X-B+AB
A-X-A+B-Y-B -> A-X-Y-B+AB
Stufenreaktion M i + M j -> M i+j
- Polyaddition: Stufenreaktion -> Es braucht mindestens 2 reaktive Gruppen pro Monomermolekül -> es spalten sich aber keine niedermolekulare Reaktionsprodukte ab.
Bsp: Polyurethane, aushärtende Epoxidharze
Struktur: A - X - A + B - Y - B -> A - X(A) - Y(B) - B
Stufenreaktion M i + M j -> M i+j
Definition Polymer?
Ein Polymer ist ein Stoff, der aus Makromolekülen besteht, die durch Ver-
knüpfung von Monomeren entstanden sind.
Definition Kovalente Bindungen?
Beschreibe?
- chemische Bindung, die auf der gemeinsamen Nutzung von Elektronen beruht (Elektronenpaarbindung).
Eine kovalente Bindung entsteht durch die gemeinsame Nutzung von Valenzelektro-
nen durch zwei Atome (Paarbildung). Dies ist bei den organischen Verbindungen der
Fall (C-C – Bindung) oder aber auch bei molekularen Gasen wie O 2 .
Triebkraft dazu ist das Streben, Konfigurationen zu erreichen, die minimale Energie benötigen, also nach
dem Bohrschen Atommodell abgeschlossene äussere Schalen besitzen.
Wie viel Erdöl wir wo gebraucht?
Der grösste Teil des Eröls ca. 70% werden zur Energiegewinnung gebraucht (Heizen, Wärmeerzeugung)
Für die Kunstoffherstellung wird nur 4% verwendet!
Beschreibe die Polymerisation, in allen Schritten?
Polymerisation besteht aus 3 Reaktionsschritten:
- Startreaktion
- Wachstumsreaktion
- Abbruchsreaktion
Startreaktion:
Als Initiator werden Moleküle genommen, die eine instabile Bindung besitzen.
Z.B. die Peroxidbindung -O-O-, häufig wird dafür Benzolperoxid benutzt.
- Das Molekül zerfällt bei Wärmeeinwirkung erst in 2 Radikale, die dann jeweils CO2 abspalten und ein Benzolradikal bilden.
Wachstumsreaktion:
Das aus dem Initiator entstandene freie Radikal greift die Doppelbindung des Monomeren an, z.B. Ethen und geht mit diesem eine Bindung ein.
Beim zweiten C-Atom entsteht dadurch wieder ein ungepaartes Elektron. Dieses Radikal kann diese Reaktion wieder vortsetzen. Auf diese Weise nimmt die Kettenlänge ständig zu.
Abbruchreaktion:
- Die Abbruchreaktion überführt eine reaktionsfreudige Radikalkette in ein gesättigtes Kettenmolekül.
- Dies passiert wenn sich zwei Ketten an ihren Enden verbinden.
- Verunreinigungen im Reaktionsgemisch.
- An den Enden jedes Kettenmoleküls befinden sich Fragmente des Initiatormoleküls.
- Über die Initiratormenge wird die Anzahl der Ausgangspunkte für das Kettenwachstum bestimmt.
- Damit lässt sich die Kettenlänge- also die Molmasse des Polymeren- steuern.
- Jeder Initiator dient als Ausgangswachstum für das Kettenwachstum.
- Je höher die Initiatormenge ist, desto mehr Ketten entstehen und damit wird die mittlere Kettenlänge bei gegebener Monomermenge kleiner.
- Es gilt Monomeren=const -> Mehr Initiatormolküle ergeben kleinere Molmassen (mehrere kleinere Ketten)
Wie lassen sich die Polymerisationsverfahren einteilen?
Gebe jeweils einBeispiel an!
Die Einteilung ist abhängig vom Initiator!
- Die Polymerisation lässt sich nach der Startreaktion bzw. dem Kettenwachstum einteilen.
Polymerisation
zu
(freie radikalische Polymersiation Bsp. PE)
und ((ionische Polymerisation)
diese wiederum zu (kationisch z.B. Polyisobutylen PIB) und (anionisch z.B. Polystyrol PS))
Welche Polymerisationsverfahren gibt es?
Was sind die Vor- und Nachteile?
Massenpolymerisation: Diese wird mit relativ kleine Monomere und niedrigem Schmelzpunkt.
- Führt zu Porblemen mit der Wärmeabfuhr, da die Polymere schlechte Wärmeleiter sind.
- + keine zusätzlichen Komponenten; hohe Molmasse
- -Lokale Überhitzung; hohe Viskosität; Restmonomere
- -> freie Radikale Polymerisation
Lösungspolymerisations: Die Monomere sind in Lösungsmittel vorgelegt. Polymerisation erfolgt in dieser homogenen Phase.
- +leichte Temperaturkontrolle; gute Molmassenkontrolle
- -Lösungsmittel muss entfernt werden; Kettentransfer zum Lösungsmittel
- -> ionische Polymerisation
Emulsionsplymerisation: um die Probleme mit den Lösungsmitteln zu umgehen wird eine Emulsion verwendet.
Emulsion: Eine Emulsion ist die stabile, feine Verteilung einer Flüssigkeit in einer anderen, mit dieser nicht mischbaren Flüssigkeit.
- +leite Temperaturkontrolle; hohe Molmasse; niedrige Viskosität
- -Emulgator kann zu Feuchteempfindlichkeit führen
- -> freie Radikale Polymerisation
Was sind Copolymere?
Was sind deren Vorteile?
Woliegt der Unterschied zu Blends?
Copolymere entstehen bei der Polymerisation von verschiedenen Ausgangskomponenten (Monomere, Oligomere, Polymere) gleichzeitig oder nacheinander.
Copolymertypen:
- statistisches Copolymer: A-A-B-B-A-A-B-A-B-A-A-A-B
- alternierendes Copolymer: A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B
- block-copolymer: A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A-A-A
- pfropf-(graft)-Copolymer:A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A mit Ketten 90° zu A aus B-B-B-B-B-B-B-B-B
Vorteile: Allein durch die unterschiedlichen Anordnungen der Bausteine lassen sich aus identischen Ausgangsmonomeren Polymere mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften herstellen (z. B. hart oder weich, zäh oder spröde usw.)
Unterschied zu Blends:
Copolymere ->chemische Verbindung
Blend -> thermische Verbindung-> zusammengeben von verschiedenen Schmelzen
Welche Typen der Kettenbildung gibt es bei der Polykondensation?
Polykondensationstypen gibt es die folgenden zwei:
Typ AB: A-X-B+A-X-B->A-X-X-B+AB
Typ AA/BB: A-X-A+B-Y-B -> A-X-Y-B+AB
Welche Typen der Kettenbildung gibt es bei der Polyaddition?
A-X-A+B-Y-B-> A-X(A)-Y(B)-B
Beschreiben Sie den Ablauf der Polykondisation an einem Beispiel?
Was sind Polyester?
Ein Ester entsteht bei der Reaktion eines Alkohols und einer Säure.
Alkohole mit 2 OH-Gruppen heissen Diole, die entsprechenden
Säuren sind die Dicarbonsäuren. Damit handelt es sich dann also um eine Polykon-
densation vom AA/BB-Typ.
Polyester sind Polykondensationsprodukte von Diolen und Dicarbonsäuren. Ihr
charakteristischer Baustein ist die Ester-Gruppe
Beispiel Polyester: Typ AA/BB
Alkohol+Säure= Ester
Terephtalsäure -> A-X-A
Ethylenglycol -> B-Y-B
Polyethylenterephtalat -> A-X-Y-B
H2O -> AB
Beschreiben Sie den Ablauf der Polyaddition an einem Beispiel?
Polyurethan z.B. ensteht durch die Reaktion von Diolen und Isocyanaten
Was versteht man unter "taktizität" ?
Taktizität nennt man die unterschiedlichen Strukturvarianten für chemische Verbindungen mit der gleichen Summenformel. Die Taktizität hat grossen Einfluss auf die Eigenschaften der Kunststoffe.
Somit beschreibt de Taktizität, wie in einem Makromolekül vorhandene Seitengruppen relativ zueinander angeordnet sind!
Gesteuert wird die Taktizität durch die Katalyse:
- Ziegler-Natta-Katalysatoren
- Metallocen-Katalyse
Beispiel Polypropylen PP
Was sind Emulgatoren?
Emulsion:
stabile, feine Verteilung einer Flüssigkeit in einer anderen,
mit dieser nicht mischbaren Flüssigkeit
Emulgator hat einen "unpolarenSchwanz" und ein " polarenKopf"
Emulsionspolymerisation
Zusammenlagerung der Emulgatormoleküle ab einer bestimmten Konzentration
->Bildung von Mizellen
Was sind Katalysatoren?
Was ist Katalyse?
Was sind die Vorteile/Nachteile?
Aufgabe der Katalysatoren?
Welche werden verwendet?
Katalysatoren: sind Stoffe, die bei der chemischen Reaktion, der Katalyse, teilnehmen, ohne dass sie selber verbrannt werden.
Katalyse: Beeinflussung der chemischen Reaktion (meist erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit) mit hilfe der Katalysatoren. (meist Metallionen)
Aufgabe bei Polymersynthese:
- Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit (z.B. Niederdruckverfahren, die verglichen zum Hochdruckverfahren Katalysatoren brauchen. Es werden aber dafür nicht so hohe Drücke und Temperaturen benötigt)
- Einstellung/steuerung der Taktizität
+gute Molmassensteuerung
+gute Einstellung der Eigenschaften durch hohe Selektivität (98%) und somit sehr genaue taktizität
-teuer (katalysatoren müssen entferntwerden)
-hohe Genauigkeiten erforderlich bei de Verarbeitung
Für die Polymerisation werden vorallem die Ziegel-Natta- Katalyse und die Metallocen-Katalyse verwendet!
Metallocenkatalyse:
+hohe selektivität
+Iso- und Syndiotaktische Werkstoffe herstellbar
-Reaktion nur von einer bestimmten Seite hestellbar (singl-side)
-längere Reaktionswege -> langsamere reaktion
-teuer
Unterteilung der Kunststoffe?
Eigenschaften dieser Unterteilungen?
Graphische Darstellung dieser Unterteilungen also Struktur?
Thermoplaste: Lassen sich schmelzen, weil die Molekülketten nur durch Sekundärbindungen zusammen gehalten werden.
Elastomere: Lassen sich nicht schmelzen, weil die Molekülketten durch kovalente Bindungen (primärbindung) vernetzt sind, allerdings nur schwach vernetzt .
Duromere: Lassen sich nicht schmelzen, weil die Molekülketten durch kovalente Bindungen (primärbindung) stark vernetzt sind.
Sekundärbindungen sind schwache Bindungen zwischen den Makromolekülen, diese lassen sich mit Wärme aufheben- > thermoplast.
Primärbindungen sind kovalente Bindungen und sind viel stabiler...
Definition Kunststoffe?
Makromolekulare organische Verbindung die synthetisch oder durch Abwandlung von Naturprodukten hergestellt wurden
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Was sind Werkstoffe?
Welche worin werden Werkstoffe unterschieden?
Bsp. für Kermik, Kunstoffe, Metalle, Glas?
Werkstoff: Werkstoffe sind alle festen Stoffe, aus denen sich Gegenstände zusammensetzen.
Strukturwerkstoffe: Für Kraft- und Bewegungsübertragung (tragen von Lasten, Maschinenelemente)
Funktionswerkstoffe: Werden wegen ihren charackteristischen Eigenschaften verwendet müssen funktionellen Aufgaben gewährleisten, also bestimmte elektrische, optische, oder dekorative Eigenschaften besitzen.
- Metalle: Struktur: Getriebe, Gehäuse, Behälter , Brücken
Funktion: Transformatoren, Widerstände (Elektrotechnik)
- Keramik: Struktur: Lager, Düsen
Funktion: piezo-elektrische Schalter und Sensoren
- Glas: Struktur: Laborgeräte, Fahrzeug- und Gebäudescheiben
Funktion: Prismen, Linsen, Lichtleiter (Optikbauteile)
- Kunststoff: Struktur: Verpackungen, Maschinenelemente, Gehäuse
Funktion: Lichtleiter, Displays, Linsen
Definition Kunstoffe?
Kunststoffe sind Materialien, deren wesentliche Bestandteile aus solchen
makromolekularen organischen Verbindungen bestehen, die synthetisch oder
durch Abwandlung von Naturprodukten hergestellt werden.
Kunststoffe=Polymere+Additive
Definition Mol?
Definition Molmasse?
- 1 Mol ist diejenige Stoffmenge, die eben so viele Teilchen enthält, wie in 12g
des Kohlenstoffisotops C 12 Atome enthalten sind, also n = 6,022*10^23
(Avogadrosche Zahl). Das Kurzzeichen (Maßeinheit) ist mol.
- Die Molmasse M ist die Masse eines Mols eines bestimmten Stoffes. Die
Maßeinheit ist g/mol.
Definition Monomer?
Ein Monomer ist eine niedermolekulare chemische Verbindung, die in der
Lage ist, sich mit identischen oder anderen Molekülen zu Molekülketten zu
verbinden. (etwa <100 g/mol)
Definition Makromolekül?
Ein Makromolekül ist ein Molekül, das aus mindestens mehreren Hundert
kovalent gebundenen Atomen besteht (Molmasse > 10‘000 g/mol).
Worin unterscheiden sich die Polyreaktionen?
Was sind ihre Merkmale?
Beschreibe Symbolisch die Struktur?
Gebe jeweils zwei Beispiele an!
Polyreaktionen:
- Polymerisitiation: Kettenreaktion -> Monomere verbinden sich durch Aufspaltung von Doppelbindungen M i + M ->M i+1
Bsp: PE, PS, PMMA
Struktur: A-A-A-A
- Polykondensation: Stufenreaktion -> Es braucht mindestens 2 reaktive Gruppen pro Monomermolekül -> es spalten sich niedermolekulare Reaktionsprodukte ab (z.B. Wasser)
Bsp: PET, PA
Struktur: A-X-B+A-X-B -> A-X-X-B+AB
A-X-A+B-Y-B -> A-X-Y-B+AB
Stufenreaktion M i + M j -> M i+j
- Polyaddition: Stufenreaktion -> Es braucht mindestens 2 reaktive Gruppen pro Monomermolekül -> es spalten sich aber keine niedermolekulare Reaktionsprodukte ab.
Bsp: Polyurethane, aushärtende Epoxidharze
Struktur: A - X - A + B - Y - B -> A - X(A) - Y(B) - B
Stufenreaktion M i + M j -> M i+j
Definition Polymer?
Ein Polymer ist ein Stoff, der aus Makromolekülen besteht, die durch Ver-
knüpfung von Monomeren entstanden sind.
Definition Kovalente Bindungen?
Beschreibe?
- chemische Bindung, die auf der gemeinsamen Nutzung von Elektronen beruht (Elektronenpaarbindung).
Eine kovalente Bindung entsteht durch die gemeinsame Nutzung von Valenzelektro-
nen durch zwei Atome (Paarbildung). Dies ist bei den organischen Verbindungen der
Fall (C-C – Bindung) oder aber auch bei molekularen Gasen wie O 2 .
Triebkraft dazu ist das Streben, Konfigurationen zu erreichen, die minimale Energie benötigen, also nach
dem Bohrschen Atommodell abgeschlossene äussere Schalen besitzen.
Wie viel Erdöl wir wo gebraucht?
Der grösste Teil des Eröls ca. 70% werden zur Energiegewinnung gebraucht (Heizen, Wärmeerzeugung)
Für die Kunstoffherstellung wird nur 4% verwendet!
Beschreibe die Polymerisation, in allen Schritten?
Polymerisation besteht aus 3 Reaktionsschritten:
- Startreaktion
- Wachstumsreaktion
- Abbruchsreaktion
Startreaktion:
Als Initiator werden Moleküle genommen, die eine instabile Bindung besitzen.
Z.B. die Peroxidbindung -O-O-, häufig wird dafür Benzolperoxid benutzt.
- Das Molekül zerfällt bei Wärmeeinwirkung erst in 2 Radikale, die dann jeweils CO2 abspalten und ein Benzolradikal bilden.
Wachstumsreaktion:
Das aus dem Initiator entstandene freie Radikal greift die Doppelbindung des Monomeren an, z.B. Ethen und geht mit diesem eine Bindung ein.
Beim zweiten C-Atom entsteht dadurch wieder ein ungepaartes Elektron. Dieses Radikal kann diese Reaktion wieder vortsetzen. Auf diese Weise nimmt die Kettenlänge ständig zu.
Abbruchreaktion:
- Die Abbruchreaktion überführt eine reaktionsfreudige Radikalkette in ein gesättigtes Kettenmolekül.
- Dies passiert wenn sich zwei Ketten an ihren Enden verbinden.
- Verunreinigungen im Reaktionsgemisch.
- An den Enden jedes Kettenmoleküls befinden sich Fragmente des Initiatormoleküls.
- Über die Initiratormenge wird die Anzahl der Ausgangspunkte für das Kettenwachstum bestimmt.
- Damit lässt sich die Kettenlänge- also die Molmasse des Polymeren- steuern.
- Jeder Initiator dient als Ausgangswachstum für das Kettenwachstum.
- Je höher die Initiatormenge ist, desto mehr Ketten entstehen und damit wird die mittlere Kettenlänge bei gegebener Monomermenge kleiner.
- Es gilt Monomeren=const -> Mehr Initiatormolküle ergeben kleinere Molmassen (mehrere kleinere Ketten)
Wie lassen sich die Polymerisationsverfahren einteilen?
Gebe jeweils einBeispiel an!
Die Einteilung ist abhängig vom Initiator!
- Die Polymerisation lässt sich nach der Startreaktion bzw. dem Kettenwachstum einteilen.
Polymerisation
zu
(freie radikalische Polymersiation Bsp. PE)
und ((ionische Polymerisation)
diese wiederum zu (kationisch z.B. Polyisobutylen PIB) und (anionisch z.B. Polystyrol PS))
Welche Polymerisationsverfahren gibt es?
Was sind die Vor- und Nachteile?
Massenpolymerisation: Diese wird mit relativ kleine Monomere und niedrigem Schmelzpunkt.
- Führt zu Porblemen mit der Wärmeabfuhr, da die Polymere schlechte Wärmeleiter sind.
- + keine zusätzlichen Komponenten; hohe Molmasse
- -Lokale Überhitzung; hohe Viskosität; Restmonomere
- -> freie Radikale Polymerisation
Lösungspolymerisations: Die Monomere sind in Lösungsmittel vorgelegt. Polymerisation erfolgt in dieser homogenen Phase.
- +leichte Temperaturkontrolle; gute Molmassenkontrolle
- -Lösungsmittel muss entfernt werden; Kettentransfer zum Lösungsmittel
- -> ionische Polymerisation
Emulsionsplymerisation: um die Probleme mit den Lösungsmitteln zu umgehen wird eine Emulsion verwendet.
Emulsion: Eine Emulsion ist die stabile, feine Verteilung einer Flüssigkeit in einer anderen, mit dieser nicht mischbaren Flüssigkeit.
- +leite Temperaturkontrolle; hohe Molmasse; niedrige Viskosität
- -Emulgator kann zu Feuchteempfindlichkeit führen
- -> freie Radikale Polymerisation
Was sind Copolymere?
Was sind deren Vorteile?
Woliegt der Unterschied zu Blends?
Copolymere entstehen bei der Polymerisation von verschiedenen Ausgangskomponenten (Monomere, Oligomere, Polymere) gleichzeitig oder nacheinander.
Copolymertypen:
- statistisches Copolymer: A-A-B-B-A-A-B-A-B-A-A-A-B
- alternierendes Copolymer: A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B
- block-copolymer: A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A-A-A
- pfropf-(graft)-Copolymer:A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A mit Ketten 90° zu A aus B-B-B-B-B-B-B-B-B
Vorteile: Allein durch die unterschiedlichen Anordnungen der Bausteine lassen sich aus identischen Ausgangsmonomeren Polymere mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften herstellen (z. B. hart oder weich, zäh oder spröde usw.)
Unterschied zu Blends:
Copolymere ->chemische Verbindung
Blend -> thermische Verbindung-> zusammengeben von verschiedenen Schmelzen
Welche Typen der Kettenbildung gibt es bei der Polykondensation?
Polykondensationstypen gibt es die folgenden zwei:
Typ AB: A-X-B+A-X-B->A-X-X-B+AB
Typ AA/BB: A-X-A+B-Y-B -> A-X-Y-B+AB
Welche Typen der Kettenbildung gibt es bei der Polyaddition?
A-X-A+B-Y-B-> A-X(A)-Y(B)-B
Beschreiben Sie den Ablauf der Polykondisation an einem Beispiel?
Was sind Polyester?
Ein Ester entsteht bei der Reaktion eines Alkohols und einer Säure.
Alkohole mit 2 OH-Gruppen heissen Diole, die entsprechenden
Säuren sind die Dicarbonsäuren. Damit handelt es sich dann also um eine Polykon-
densation vom AA/BB-Typ.
Polyester sind Polykondensationsprodukte von Diolen und Dicarbonsäuren. Ihr
charakteristischer Baustein ist die Ester-Gruppe
Beispiel Polyester: Typ AA/BB
Alkohol+Säure= Ester
Terephtalsäure -> A-X-A
Ethylenglycol -> B-Y-B
Polyethylenterephtalat -> A-X-Y-B
H2O -> AB
Beschreiben Sie den Ablauf der Polyaddition an einem Beispiel?
Polyurethan z.B. ensteht durch die Reaktion von Diolen und Isocyanaten
Was versteht man unter "taktizität" ?
Taktizität nennt man die unterschiedlichen Strukturvarianten für chemische Verbindungen mit der gleichen Summenformel. Die Taktizität hat grossen Einfluss auf die Eigenschaften der Kunststoffe.
Somit beschreibt de Taktizität, wie in einem Makromolekül vorhandene Seitengruppen relativ zueinander angeordnet sind!
Gesteuert wird die Taktizität durch die Katalyse:
- Ziegler-Natta-Katalysatoren
- Metallocen-Katalyse
Beispiel Polypropylen PP
Was sind Emulgatoren?
Emulsion:
stabile, feine Verteilung einer Flüssigkeit in einer anderen,
mit dieser nicht mischbaren Flüssigkeit
Emulgator hat einen "unpolarenSchwanz" und ein " polarenKopf"
Emulsionspolymerisation
Zusammenlagerung der Emulgatormoleküle ab einer bestimmten Konzentration
->Bildung von Mizellen
Was sind Katalysatoren?
Was ist Katalyse?
Was sind die Vorteile/Nachteile?
Aufgabe der Katalysatoren?
Welche werden verwendet?
Katalysatoren: sind Stoffe, die bei der chemischen Reaktion, der Katalyse, teilnehmen, ohne dass sie selber verbrannt werden.
Katalyse: Beeinflussung der chemischen Reaktion (meist erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit) mit hilfe der Katalysatoren. (meist Metallionen)
Aufgabe bei Polymersynthese:
- Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit (z.B. Niederdruckverfahren, die verglichen zum Hochdruckverfahren Katalysatoren brauchen. Es werden aber dafür nicht so hohe Drücke und Temperaturen benötigt)
- Einstellung/steuerung der Taktizität
+gute Molmassensteuerung
+gute Einstellung der Eigenschaften durch hohe Selektivität (98%) und somit sehr genaue taktizität
-teuer (katalysatoren müssen entferntwerden)
-hohe Genauigkeiten erforderlich bei de Verarbeitung
Für die Polymerisation werden vorallem die Ziegel-Natta- Katalyse und die Metallocen-Katalyse verwendet!
Metallocenkatalyse:
+hohe selektivität
+Iso- und Syndiotaktische Werkstoffe herstellbar
-Reaktion nur von einer bestimmten Seite hestellbar (singl-side)
-längere Reaktionswege -> langsamere reaktion
-teuer
Unterteilung der Kunststoffe?
Eigenschaften dieser Unterteilungen?
Graphische Darstellung dieser Unterteilungen also Struktur?
Thermoplaste: Lassen sich schmelzen, weil die Molekülketten nur durch Sekundärbindungen zusammen gehalten werden.
Elastomere: Lassen sich nicht schmelzen, weil die Molekülketten durch kovalente Bindungen (primärbindung) vernetzt sind, allerdings nur schwach vernetzt .
Duromere: Lassen sich nicht schmelzen, weil die Molekülketten durch kovalente Bindungen (primärbindung) stark vernetzt sind.
Sekundärbindungen sind schwache Bindungen zwischen den Makromolekülen, diese lassen sich mit Wärme aufheben- > thermoplast.
Primärbindungen sind kovalente Bindungen und sind viel stabiler...
Definition Kunststoffe?
Makromolekulare organische Verbindung die synthetisch oder durch Abwandlung von Naturprodukten hergestellt wurden
