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Polymer

Frage

Nenne die drei wichtigsten Synthesemechanismen von Kunststoffen.

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  • Radikalische Polymerisation
  • Polykondensation
  • Polyaddition
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Frage

Nenne die vier wesentlichen Schritte der radikalischen Polymerisation.

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  1. Bildung der Start-Radikale: Dibenzoylperoxid zerfällt in Radikale
  2. Kettenstart (Initiation): Ein Radikal trifft auf ein Monomer (z.B. Ethen-Molekül) und reagiert zu einem neuen (größeren) Radikal
  3. Kettenwachstum: Das Radikal greift ein weiteres Monomer an und die Kette wird verlängert
  4. Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander
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Frage

Beschreibe die Kunststoffsynthese durch Polykondensation.

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Bei der Polykondensation werden Monomer-Moleküle mit mind. zwei reagierenden funktionellen Gruppen unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z. B. Wasser) miteinander verknüpft.

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Wie entsteht ein Polyester? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

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Eine Hydroxygruppe reagiert mit einer Carboxylgruppe unter Wasserabspaltung zu einem Ester. 

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Wie entsteht ein Polyamid? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

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Eine Carboxylgruppe reagiert mit einer Aminogruppe unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Amidbindung.

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Frage

Wie entsteht ein Phenoplast?

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Antwort

Phenoplaste entstehen durch Polykondensation einer Carbonylverbindung (meist Methanal) mit Phenolen.

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Aus welchen Edukten entsteht ein Polyurethan?

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Antwort

Diol + Diisocyanat = Polyurethan

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Aus welchen Edukten entsteht ein Polyharnstoff?

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Diamin + Diisocyanat = Polyharnstoff

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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Thermoplasts?

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  • Bifunktional
  • Gemisch nicht miteinander verbundener Makromoleküle (linear)
  • Beim Erhitzen verformbar
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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Duroplasts?

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  • min. trifunktional
  • Verknüpfung der Molekülketten zu dreidimensionalem Netzwerk
  • Beim Erhitzen: Zersetzung
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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Elastomers?

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Antwort

Ähneln im molekularen Aufbau Duroplasten, aber die Ketten sind nicht starr, sondern etwas beweglich

Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

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Nenne die drei wichtigsten Synthesemechanismen von Kunststoffen.

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  • Radikalische Polymerisation
  • Polykondensation
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Nenne die vier wesentlichen Schritte der radikalischen Polymerisation.

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  1. Bildung der Start-Radikale: Dibenzoylperoxid zerfällt in Radikale
  2. Kettenstart (Initiation): Ein Radikal trifft auf ein Monomer (z.B. Ethen-Molekül) und reagiert zu einem neuen (größeren) Radikal
  3. Kettenwachstum: Das Radikal greift ein weiteres Monomer an und die Kette wird verlängert
  4. Kettenabbruch: Zwei Radikale treffen aufeinander
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Beschreibe die Kunststoffsynthese durch Polykondensation.

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Bei der Polykondensation werden Monomer-Moleküle mit mind. zwei reagierenden funktionellen Gruppen unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z. B. Wasser) miteinander verknüpft.

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Wie entsteht ein Polyester? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

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Eine Hydroxygruppe reagiert mit einer Carboxylgruppe unter Wasserabspaltung zu einem Ester. 

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Wie entsteht ein Polyamid? Benenne die funktionellen Gruppen der Monomere.

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Eine Carboxylgruppe reagiert mit einer Aminogruppe unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Amidbindung.

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Wie entsteht ein Phenoplast?

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Phenoplaste entstehen durch Polykondensation einer Carbonylverbindung (meist Methanal) mit Phenolen.

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Beschreibe die strukturellen Eigenschaften eines Thermoplasts?

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  • Bifunktional
  • Gemisch nicht miteinander verbundener Makromoleküle (linear)
  • Beim Erhitzen verformbar
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  • min. trifunktional
  • Verknüpfung der Molekülketten zu dreidimensionalem Netzwerk
  • Beim Erhitzen: Zersetzung
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Ähneln im molekularen Aufbau Duroplasten, aber die Ketten sind nicht starr, sondern etwas beweglich

Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

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  • Beim Erhitzen: Zersetzung
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Bei Zug- bzw. Druckbelastungen verhalten sie sich elastisch: Sie kehren in ihre ursprüngliche Form zurück.

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Nennen Sie die Kunststoffe für die folgenden Kurzbezeichnungen: 

PE, PIB, PTFE, PVC, PP, PA 6, PVC,

PS PC.

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• Polyethylen (Polyethen) 

• Polyisobutylen  Polytetrafluorethylen 

• Polyvinylchlorid 

• Polypropylen

• Polyamid 

• Polyvinylchlorid

• Polystyrol  

• Polycarbonat



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Ordne die folgenden Kunstoffe in Hochtemperaturkunststoffe, Konstruktionskunststoffe und Standardkunststoffe ein: PBI, PI, PC, PMP, PMMA und PE.


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• Hochtemperaturkunststoffe: PBI und PI.

• Konstruktionskunststoffe: PC und PMP.

• Standardkunststoffe: PMMA und PE. 

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Welchen Einfluss haben Gestalt, Größe und Anordnung der Makromoleküle auf Kunststoffe?  


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Gestalt, Größe und Anordnung der Makromoleküle haben Einlfuss auf die physikalischen Eigenschaften eines Kunststoffs. Sie beinflussen die Schmelz- und Gefriertemperatur, die Härtigkeit und die Löslichkeit (mit Lösungsmittel). 

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Erkläre auf molekularer Ebene den Einfluss von Temperaturerhöhung auf Thermoplasten. 

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Durch Erhöhung der Temperatur wird dem Kunststoff Energie in Form von Wärme zugegben. Dies führt zu Schwingungen in Vernetzungspunkten der Kettensegmente innerhalb des Kunststoffes. Dabei ändert sich jedoch nicht der Schwerpunkt des Gesamtmoleküls. Der Kunststoff wird weicher. Bei weitere Wärmezugabe wird der Kunststoff in eine hochviskose Flüssigkeit umgewandelt. 

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Bei folgenden Kunststoffen handelt es sich um Thermoplasten:

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Nylon

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Die Abkürzung PET bedeutet

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Polyethylenterephthalat

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