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Welche Eigenschaften charakterisieren Duroplaste?

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Duroplaste sind hart und spröde. Sie sind nicht schmelzbar und zersetzen sich bei hohen Temperaturen durch die Spaltung von Atombindungen. Die Makromolekülketten sind durch Atombindungen vernetzt, die nur durch starke Schwingungen (hohe Temperatur) aufbrechen können.

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Duroplaste bestehen aus...

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Linearen, wenig vernetzten Molekülketten

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Duroplaste werden auch bei hohen Temperaturen nicht weich oder zähflüssig. Erkläre dieses Verhalten unter Berücksichtigung der Molekülstruktur.

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Bei Duroplasten bilden die Makromoleküle ein dreidimensionales Netzwerk durch kovalente Bindungen. Da diese Bindungen um ein Vielfaches stärker sind als die Van-der-Waals-Wechselwirkungen zwischen Molekülketten, bleibt die Struktur des Netzwerks beim Erhitzen erhalten.

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Die Eigenschaften, die ein teilkristalliner Kunststoff hat, werden vom Ausmaß der Kristallisation (dem Kristallisationsgrad) beeinflusst. Nenne ein Beispiel.

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Die Löslichkeit eines Kunststoffs nimmt mit steigender Kristallinität ab.

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Die Kunststoffe Polystyrol und Kevlar unterscheiden sich in ihrem Verhalten gegenüber konzentrierter Salzsäure. Erkläre und begründe, welcher der beiden Kunststoffe beim Erwärmen mit konzentrierter Salzsäure reagiert.

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Kevlar ist ein Polyamid. Durch saure Hydrolyse, also die Spaltung des Polyamids in seine Monomerenbestandteile durch Oxonium-Ionen als Katalysator, wird das Polymer zerlegt.

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Polyurethane sind ausgesprochen vielseitige Kunststoffe. Ihr Haupteinsatzgebiet sind Schaumstoffe, aber sie sind auch verwendbar als Lacke und Klebstoffe, als thermoplastische Kunststoffe, als Elastomere und als Fasern. Hergestellt werden sie in einer Polyadditionsreaktion aus Dialkoholen und Diisocyanaten. Verwendet man anstelle von Dialkoholen höherwertige Alkohole, erhält man Duroplaste. Warum führt diese Variante zu Duroplasten?

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Wenn man anstelle von Dialkoholen höherwertige Alkohole verwendet, erreicht man eine hohe engmaschige Quernetzung über kovalente Bindungen. Dies führt zu festen stabilen Kunststoffen, den Duroplasten.

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Phenol und Methanal reagieren zunächst zu einem langkettigem thermoplastischen Zwischenprodukt. Wie erfolgt die Umwandlung dieses in ein duroplastisches Produkt und was sind typische Eigenschaften eines solchen duroplastischen Produktes?

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Damit das thermoplastische Zwischenprodukt in ein duroplastisches Produkt umgewandelt werden kann muss es zu einer dreidimensionalen Vernetzung der einzelnen Ketten kommen. Aufgrund dieser vernetzten Struktur sind diese duroplastischen Verbindungen dann besonders hart, schlecht löslich und in der Wärme nicht verformbar.

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