Kap 2: Struktur und Grundlegende Eigenschaften von Kunststoffen Flashcards
Welche drei Gruppen von Kunststoffen gibt es?
- Thermoplaste
- Elastomere
- Duroplaste
Def. Polymer
Makromoleküle, bestehend auf verknüpften Wiederholungseinheiten (Monomere)
Def: Monomer
Kleine, reaktionsfähige Moleküle. Grundbausteine für Makromoleküle und Polymere
Def. Kunststoff
vollsynthetisch oder durch Umwandlung von Naturprodukten hergestellter und modifizierter (Additive. Zuschlagstoffe) Werkstoff.
Welche chemischen Prozesse gibt es zur Polymerkettenbildung?
- Polymerisation: verläuft stufenlos und ohne Abspaltung von Nebenprodukten
- Polykondensation: verläuft in Stufen und mit Abspaltung von Nebenprodukten
- Polyaddition: verläuft in Stufen und ohne Abspaltung von Nebenprodukten
Def: Polymerisation + Eigenschaften
- bezeichnet eine chemische Reaktion, bei der Monomere mit Doppelbindungen zu Polymeren reagieren
- Kettenreaktion: läuft selbstständig weiter
- keine Nebenprodukte
- Abbruch durch Reaktion oder Mangel an Monomeren
Bsp: Polyvinylchlorid(PVC), Polyethylen(PE) und Polystyrol(PS)
Welche Arten der Polymerisation gibt es?
- radikalische
- kationische
- anionische
radikalische Polymerisation
- Radikal bricht Doppelbindung auf und ermöglicht Monomeren mit geringer Aktivierungsenergie sich anzubinden
- Abbruch entsteht durch:
- Rekombination
- -> auf zwei Radikalen wird ein einziges Teilchen, was keine ungepaarten Elektronen mehr hat, also nicht mehr reaktiv - Disproportionierung
–> zwei Radikale werden zu einem Alken/Alkan, verlieren Elektronenpaar, nicht mehr reaktiv
Def. Radikal
-Molekül oder Atom mit mindestens einem ungepaarten Elekton. Radikale sind meistens sehr reaktiosfreudig
ionische Polymerisation
- Ion (Elektrisch geladenes Atom oder Molekül) übernimmt Rolle des Radikals
- negativ geladen –> anionische Polymerisation (Abbruch durch Zugabe elektonenarmer Stoffe)
- positiv geladen –> kationische Polymerisation (Abbruch durch Reaktion)
koodinative Polymerisation
- Reaktion durch Übergangsmetallverbindungen
- Metalle mit Ordnungszahlen von 21-30, 39-48, 57-80 und 89-112
Bsp: Ziegler-Natta Verfahren
- wird genutzt um definierte Taktizität herzustellen
- -> z.B. isotaktisches Polypropylen
Def: Taktizität
Anordnung der Seitenketten in einem Polymer. Isotaktisch ist ein Polymer, wenn alle Seitenketten in eine Richtung zeigen.
Beispiel Takizitäten
Def: Polykondensation + Eigenschaften
- Addition zweier Monomere mit Abspaltung von Nebenprodukten
- -> Stufenreaktion
- es müssen immer zwei funktionelle Gruppen vorhanden sein (z.B. -OH, -COOH, -CO, -NH2)
- -> Anlagerung am Endgruppen
- Chemische Gleichgewichtsreaktion
- -> Abbruch durch falsche Temperatur/Konzentration des Ausgangsstoff (Reaktionsumsatz muss mehr als 99% sein)
Bsp: Polyamide
Def: Polyaddition + Eigenschaften
- Addition zweier Monomere ohne Abspaltung von Nebenprodukten
- Reaktion über intermolekulare Umlagerung: H-Atome auf funktionellen Gruppen lösen sich und werden verschoben
- keine chemische GGR
- -> beendet, wenn es keine Partner mehr gibt
Bsp: Polyurethane
Schmatische Annordnungen der Kettenmoleküle von Kunststoffen
Thermoplaste: Eigenschaften
- schmelzbar
- quellbar
- bei Raumtemperatur weich bis hart
- zäh oder hart
- spröde
Elastomere : Eigenschaften
- nicht schmelzbar
- quellbar
unlöslich bei Raumtemperatur
elastisch - weich
Duroplasten: Eigenschaften
- nicht schmelzbar
- nicht quellbar
- unlöslich bei Raumtemperatur
- i. a. hart
Welche Arten von Thermoplasten gibt es?
Amorphe TP
- spröde
- transparente
Teilkristaline TP
- nicht transparent (milchig)
- zäh
Def: Teilkristallin
amorphe und kristalline Phasen existieren nebeneinander
Schubmodulkurven verschiedern Kunststoffe
Welche Arten Kettenstrukturen gibt es?
- linear
- verzweigt
- vernetzt