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Werkstoffkunde 2 > Kap 1: Die Werkstoffgruppe der Kunststoffe > Flashcards

Kap 1: Die Werkstoffgruppe der Kunststoffe Flashcards

1
Q

Welche drei Bereiche haben eine Wechselwirkung in der Kunststofftechnik?

A
  • Werkstoff
  • Verarbeitung
  • Konstruktion
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2
Q

Vorteile von Kunststoffen

A
  • extrem breites Einsatzspektrum
  • können entsprechend individuelle Produktanforderungen einstellen
  • gute Verarbeitbarkeit
  • günstiger Preis
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3
Q

Def: Additiv

A

Zugabemittel zur Veränderung der Eigenschaften eines Kunststoff, z.B. Stabilisatoren, Gleitmittel oder Weichmacher

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4
Q

Extrudieren

A

kontinuierlicher Prozess, wo Entdlosteile hergestellt werden (Rohre/Folien)

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5
Q

Spritzgießen

A

diskontinuierlicher Prozess, wo Bauteile mit komplexen Geometrien hergestelt werden

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6
Q

Einsatzgebiete von Kunststoffen (nach Anteilen sortiert)

A
  • Verpackung (35%)
  • Bauwesen (23%)
  • Fahrzeuge/Autombil (11%)
  • Elektronik (6%)
  • Haushalt
  • Möbel
  • Landwirtschaft
  • Medizin
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7
Q

Beschrifte die Abbildung

A
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8
Q

Was sind die Dichten von:

1) Kunststoffen
2) Aluminium
3) Titan
4) Keramiken
5) Eisen

A

1) Kunststoffe: 0,8 - 2,2 g/cm3
2) Aluminium: 2,7 g/cm3
3) Titan: 4,5 g/cm3
4) Keramiken 3,7 - 4,0 g/cm3
5) Eisen 7,9 g/cm3

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9
Q

In welche Bereiche glieder sich die Kunststoffindustrie?

A
  • Rohstoffherstellung
  • Kunststoffverarbeitung
  • Maschinenbau
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10
Q

Def: Polymerisation

A

chemische Reaktion, bei der Monomere mit Doppelbindungen zu Polymeren reagieren

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11
Q

Was sind die bekanntesten Primärprodukte?

A
  • Ethen (früher Ethylen)
  • Propen (früher Propylen)
  • Benzol
  • Toluol
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12
Q

Was sind die wichtigsten Rohstoffe zur Herstellung von Primärprodukten/Kunststoffen?

A
  • Erdöl
  • Erdgas
  • Steinkohle
  • Kalkstein. Steinsalz, Flussspat

+ nachwachsende Rohstoffe

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13
Q

Beschrifte den Aufbau einer Rohöl-Destillation

A
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14
Q

Welche Prozesse werden zur Aufbereitung von Rohstoffen genutzt?

A
  • Destillation
  • Crackprozess
  • Verkokung
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15
Q

Rohstoffe für Herstellung von biobasierten Kunststoffen, was ist ein Beispiel für einen Biokunststoff und was sind seine Eigenschaften?

A
  • Zucker
  • Stärke
  • Zelluslose
  • Fette und Öle
  • Proteine und Lignine

→ Bsp: Polyactid (PLA) wird aus fermentierter Maisstärke hergestellt
→ spröder WK (egal)

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16
Q

Beispiel Biokunstoff + Herkunft

A

Polyactid (PLA) aus Maisstärke

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17
Q

Def: Copolymer

A

-aus unterschiedlichen Monomeren aufgebautes Polymer

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18
Q

Ergänze die fehlenden Kunststoffe

ADDEN S.14

A
19
Q

Welche Arten der Verwertung gibt und wie viel machen sie prozentuell aus?

A
  • Werkstoffliche Verwertung 33%
  • Rohstoffliche Verwertung 1%
  • Energetische Verwertung 44%
20
Q

Werkstoffliche Verwertung:

Methodik

Verfahren

Produkte

A

Methodik
–> Werkstoff/Makromolekül bleiben erhalten

Verfahren

1) sortenreine Aufbereitung
2) gemischte Aufbereitung

Produkte

1) Regranulat
2) Mischkunstoffe: großvolumige, dickwandige Teile

21
Q

Rohstoffliche Verwertung:

Methodik

Verfahren

Produkte

A

Methodik

–> Makromoleküle bleiben erhalten

Verfahren

1) Solvolyse und Hydrolyse
2) Hydrierung, Pyrolyse/Thermolyse, Vergasung, Hochofen

Produkte

1) Regranulat
2) Öle, Gase, Wachse

22
Q

Energetische Verwertung:

Methodik

Verfahren

Produkte

A
23
Q

Nennen Sie bitte die drei Elemente, durch die häufig Kohlenstoffatome in den Hauptketten der Kunststoffe substituiert werden.

A
  • Silizium
  • Sauerstoff
  • Stickstoff
24
Q

Was sind die beiden größten Herausforderungen, die bei der Wiederverwendung von gemischten thermoplastischen Kunststoffabfällen auftreten

A
  • thermodynamische Unverträglichkeit
  • Verschmutzungen
25
Q

Nennen Sie vier Eigenschaften, die Kunststoffe auszeichnen

A
  • geringe Dichte
  • chemische Beständigkeit
  • breit einstellbares Eigenschaftsspektrum
  • einfache und wirtschaflichte Verarbeitung

-

26
Q
A
27
Q

Was sind die Aufgaben von Kunstoffhersteller, Kunststoffverarbeitern und Kunststoffmaschinenbau?

A

Kunststoffhersteller: entwickelt Materialien und fügen Aditive je nach geforderter Eigenschaft hinzu

Kunststoffverarbeiter: erzeugen aus WK funktionsgerechte Teile, mit Fokus auf Bauteilqualität

Kunststoffmaschinenbau: stellt spezielle Maschinen und Werkzeuge zur Verfügung

28
Q

Wie läuft die Aufbereitung von Rohöl ab?

A
  1. Rohöl wird im Fraktionsturm mittels Destillation zerlegt
  2. Nach Vorwärmung auf 300*C wird Gemisch in die Kolonne eingeleitet
  3. Temperaturgradient (oben kalt und unten warm)
    → Rohöl wird in Gasöle, Petroleum, Benzin und Flüssiggase unterteilt
29
Q

Was ist die wichtige Fraktion bei der Kunstoffverarbeitung und wieso?

A

→ das Rohbenzin, auch Naptha bekannt

WEIL: Naptha enthält die wesentlichen Ausgangstoffe für die Primärprodukte

30
Q

Was passiert beim Crackprozess?

A

-längere Kohlenstoffverbindungen der Napthafraktion werden in kürzere verlegt

31
Q

Wie läuft die Aufbereitung von Erdgas aus?

A
  1. fraktionierte Kondensation trennt mit verschiedenen Siedebereichen das Erdgas
  2. Schrittweise Abkühlung, die zur Kondensation von Primärprodukten führt
  3. Isolierung
  4. Reinigung
  5. Umwandlung in Monomeren
32
Q

Wie läuft die Aufbereitung von Steinkohle ab?

A
  1. Erhitzen unter Abwesenheit von Sauerstoff (Verkokung)
  2. Es entstehen: Koks, Kokereigas, Steinkohlenteer (wertvollstes Produkt)
  3. Isolierung durch Destillation und Cracking
33
Q

Wie werden Kalkstein, Steinsalz und Flussspat aufbereitet?

A

Kalkstein → Kalk (durch Brennen) → Ethin

Steinsalz → Chlor → chlorhaltige Polymere (z.B. PVC)

Flussspat → Fluorwasserstoff → Fluorpolymere (z.B. PTFE)

34
Q

Was sind die momentan diskutierten Nachteile von Kunststoffen?

A
  • geringe Recyclingquote
  • Kurzlebigkeit vieler Verpackung
  • unkontrollierte Einträge von Kunststoffmüll, besonders in Gewässer (⅓ des Mülls im Meer sind von Menchen geworfene Kunststoffe “Marine Litter”
  • wachsende Menge am Mikrokunststoffe (kleine Kunststoffpartikel, Durchmesser weniger als 5mm)
35
Q

Was sind die Ziele der Europäischen Kommission in Bezug auf Kunststoff und seine Folgen?

A
  • ab 2030 sind alle Kunststoffverpackungen auf dem EU-Markt rezyklierbar
  • Verbrauch von Einwegkunststoffen wird reduziert
  • absichtliche Verwendung von Mikroplastik wird beschränkt
36
Q

Liste sie die Dichte von Kunststoffen, Aluminium, Titan, Eisen, Keramiken?

A

Kunststoffe; 0,8-2,2 g/cm^3

Aluminium: 2,7 g/cm^3

Titan: 4,5 g/cm^3

Keramik: 3,7-4,0 g/cm^3

37
Q

In welchen natürlichen Werkstoffen sind Makromoleküle zu finden?

A
  • Elfenbein
  • Leder
  • Holz
  • Bernstein
  • Teer
  • Baumwolle
  • Naturkautschuk
  • Seide
38
Q

Wie stehen “biobasiert” und “bioabbaubar” zueinander?

A

Biobasierte Kunststoffe können biologisch abbaubar sein, sind es aber oft auch nicht. Umgekehrt sind biologisch abbaubare Kunststoffe nicht zwingend auch biobasiert (Vallah)

39
Q

Wie läuft die Gewinnung von Monomeren aus Erdöl aus?

A
  1. Destillieren
    1. Cracken
40
Q

Welche Monomere können aus Erdöl gewonnen werden?

A

Buten

Butadien

Ethen

Propen

41
Q

Wie werden Monomere aus Erdgas gewonnen?

A
  1. Trocknen
  2. H2S/C02 trennen
  3. Fraktioniere Kondensation
42
Q

Wir werden Monomere aus Steinkohle gewonnen?

A

→ durch Verkokung

43
Q

Welche Herausforderungen bestehen bei gemischten Thermoplastabfällen, um diese weiter verwenden zu können? Nennen Sie ein Beispiel für eine Anwendung von gemischtem, recyceltem Thermoplastabfall und zwei Herausforderungen bei der Verarbeitung

A

Anwendung: Herstellung zu dickwandigen Produkten

Probleme: thermodynamische Unverträglichkeit, Verschmutzung ändert mech. Eigenschaften

Werkstoffkunde 2 (14 decks)

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