Werkstoffkunde at Universität Erlangen-Nürnberg

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  • Nennen Sie die einzelnen Reaktionsarten zur Herstellung polymerer

    Werkstoffe.


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  • In welche Übergruppen lassen sich die zuvor genannten Reaktionsarten einteilen?


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Ordnen Sie zusätzlich jeder Reaktionsart einen Polymerwerkstoff zu

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Nennen Sie die vier verschiedenen, großtechnischen Verfahrenstechniken zur Synthese polymerer Werkstoffe

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Erläutern Sie jeweils die Begriffe Konstitution, Konfiguration sowie Konformation und 

grenzen Sie diese gegeneinand

er ab. 

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Erläutern Sie den Unterschied zwischen Neben

-

und Hauptvalenzbindungen in Polymeren. 

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Nennen Sie fünf verschiedene Arten von Nebenvalenzbindungen

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Aus welchen Bestandteilen setzt sich eine Makromolekülkette zusammen?

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Welche grundsätzlichen 

Monomergestalten gibt es?

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Allgemeine Ordnungsprinzipien der Makromolekülketten?

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3 Folgen eines hohen Verzweigungsgrades von Makromolekülketten?

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Die Monomergewinnung erfolgt prinzipiell in der Stuffen. Welche sind das?

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Werkstoffkunde


  • Nennen Sie die einzelnen Reaktionsarten zur Herstellung polymerer

    Werkstoffe.


Kettenwachstumsreaktion: 

Radikalische 

Polymerisation

{PE,PVC,PS}; 

Ionische 

Polymerisation

(

Anionische 

Polymerisation

{POM,PB}, 

Kationische 

Polymerisation

{PIB}); 

Polyinsertion

{PE,i

-

PP};

Stufenwachstumsreaktion: 

Polykondensation

{PA,PC,PI}; 

Polyaddition

{PUR, Epoxidharze}

Werkstoffkunde


  • In welche Übergruppen lassen sich die zuvor genannten Reaktionsarten einteilen?


Kettenwachstumsreaktion

und 

Stufenwachstumsreaktion

Werkstoffkunde

Ordnen Sie zusätzlich jeder Reaktionsart einen Polymerwerkstoff zu

Kettenwachstumsreaktion: 

Radikalische 

Polymerisation

{PE,PVC,PS}; 

Ionische 

Polymerisation

(

Anionische 

Polymerisation

{POM,PB}, 

Kationische 

Polymerisation

{PIB}); 

Polyinsertion

{PE,i

-

PP};

Stufenwachstumsreaktion: 

Polykondensation

{PA,PC,PI}; 

Polyaddition

{PUR, Epoxidharze}

Werkstoffkunde

Nennen Sie die vier verschiedenen, großtechnischen Verfahrenstechniken zur Synthese polymerer Werkstoffe

1)

Polymerisation

in Substanz

2)

Polymerisation

in Lösung

3)

Polymerisation

in Suspension

4)

Po

lymerisation

in Emulsion

Werkstoffkunde

Erläutern Sie jeweils die Begriffe Konstitution, Konfiguration sowie Konformation und 

grenzen Sie diese gegeneinand

er ab. 

Konstitution:

das chemische Aufbauprinzip eines Moleküls aus den Atomen, z.B. Typ und 

Aneinanderreihung der Kettenatome, Art der Endgruppen und Substituenten, Art und Länge 

der Verzweigungen, Molekulargewicht ohne Berücksichtigung der räumlichen An

ordnung;

Konfiguration:

die räumliche Anordnung der Atome und Atomgruppen im Molekül bei 

gleicher Konstitution;

Konformation:

die räumliche Gestalt, die Makromoleküle gleicher Konfiguration durch 

Umklappen oder Drehen um die Bindungsachsen err

eichen.

Werkstoffkunde

Erläutern Sie den Unterschied zwischen Neben

-

und Hauptvalenzbindungen in Polymeren. 

Hauptvalenzbindungen 

sind kovalente, chemische Bindungen; Hauptvalenzbindungen 

bleiben bei thermo

-

plastischen Verarbeitungsprozessen in ihrer vollen Stärke er

halten, 

vorausgesetzt, dass keine chemischen Reaktionen auftreten. Erst mit Erreichen der 

Zersetzungstemperatur werden die Hauptvalenzbindungen zerstört.

Nebenvalenzbindungen

sind physikalische Bindungen und beschreiben Art und Größe der 

zwischen den Molek

ülen bestehenden Anziehungskräfte. Die Nebenvalenzbindungen liefern 

den Zusammenhalt der untereinander nicht chemisch gebundenen Makromoleküle. Zentrale 

Rolle spielen sie bei den Thermoplasten.

Werkstoffkunde

Nennen Sie fünf verschiedene Arten von Nebenvalenzbindungen

D

ispersionskräfte; Dipol

-

Dipol

-

Kräfte; Induktionskräfte

-

> van

-

der

-

Waalsche Kräfte

Wasserstoffbrückenbindungen; Ionenbindungen; Mechanische Bindungen

Werkstoffkunde

Aus welchen Bestandteilen setzt sich eine Makromolekülkette zusammen?

Es gibt bifunktionelle und mehrfunktionelle Monomergestalten

bifunktionell 

Verschlaufung (

Thermoplaste

)

mehrfunktionell 

Vernetzung (

Elastomere

Duroplaste


Werkstoffkunde

Welche grundsätzlichen 

Monomergestalten gibt es?

bifunktionell und mehrfunktionell

Werkstoffkunde

Allgemeine Ordnungsprinzipien der Makromolekülketten?

1)

Lineare Ordnung

: Keine Seitenketten

2)

Verzweigte Ordnung

: Seitenketten

3)

Vernetzte Ordnung

: Ketten weisen feste Knotenverbindungspunkte auf

4)

Verschlaufte Ordnung

: Ketten

weisen keine festen Knotenpunkte auf

-

> verschlauft

Werkstoffkunde

3 Folgen eines hohen Verzweigungsgrades von Makromolekülketten?

Geringe Dichte; niedrigere Einsatztemperatur; niedriger Kristallisationsgrad; geringere 

Festigkeit; höhere Dehnung; höherer Molekularmassenm

ittelwert; höhere Zähigkeit; 

deutlichere Strukturviskosität

Werkstoffkunde

Die Monomergewinnung erfolgt prinzipiell in der Stuffen. Welche sind das?
Gewinnung erfolgt heute fast ausschließlich aus fossilen Ressourcen (Erdöl, Erdgas, Steinkohle)
1. Aufbereitung der Rohstoffe
2. Cracking
3. Umsetzung der „Grundstoffe“ zu Monomeren

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