Makromolekulare Chemie an der Hochschule Reutlingen

Karteikarten und Zusammenfassungen für Makromolekulare Chemie an der Hochschule Reutlingen

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Beispielhafte Karteikarten für Makromolekulare Chemie an der Hochschule Reutlingen auf StudySmarter:

radikalische Polymerisation: 

Vergleich zwischen geringer Initiatorkonz./ geringe Temp. und hoher Initiatorkonz./hohe Temp

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Schlussfolgerungen in der Kinetik der radikalischen Polymerisation?

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Wozu verwendet man Schutzkolloide?

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welche Arten von Kettenwachstumspolymerisationen gibt es und wie laufen diese allgemein ab?

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Kettenübertragung: was ist das? und wozu? Welche Agentien kommen in Frage?

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Kinetik der radikalischen Polymerisation:

Was ist allgemein entscheidend und wie wird hier die Reaktionsgeschwindigkeit definiert?

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Was sind die charakteristischen Eigenschaften von thermoplastischen Elastomeren?
Wodurch werden diese hervorgerufen?

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Warum sind die Produkte, die durch den Einsatz von Telomeren entstehen, technisch interessant?

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Was ist der Tyndall-Effekt?

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Wie können Polymere modifiziert werden? + Beispiele

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Beschreiben und Vergleichen Sie Polyreaktionen in Masse, Lösung und Dispersion. Geben Sie für jede Methode die Vor- und Nachteile an.

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a) Beschreiben Sie die wichtigsten Unterschiede:
i) einer Emulsionspolymerisation und ii) einer Suspensionspolymerisation.

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Beispielhafte Karteikarten für Makromolekulare Chemie an der Hochschule Reutlingen auf StudySmarter:

Makromolekulare Chemie

radikalische Polymerisation: 

Vergleich zwischen geringer Initiatorkonz./ geringe Temp. und hoher Initiatorkonz./hohe Temp

geringe: 

- geringe Anzahl wachsender Ketten

- geringe Anzahl von Terminierungen

- lange Polymerisationszeit

- hohe Molekulargewichte


hohe: 

- viele wachsende Ketteb

- viele Terminierungen

- kurze Polymerisationszeit

- geringe Molekulargewichte


Makromolekulare Chemie

Schlussfolgerungen in der Kinetik der radikalischen Polymerisation?

- Die Ausbreitungsrate ist proportional zur Konzentration des Monomers und der Quadratwurzel der Konzentration des Initiators 

- Bruttopolymerisationsrate ist gleich der Ausbreitungsrate: Vbr= Vp, da Initiation und Termination für hohe Polymerisationsgrade vernachlässigbar sind

- Die Kettenlänge ist kurz für eine hohe Radikalkonzentration 

- Die Abbruchrate ist proportional zur Konzentration des Initiators 

- Erhöhung der Temp. erhöht Vp, verringert jedoch das durchschnittliche Molekulargewicht.

Grund: Initiation benötigt hohe Aktivierungsenergie im Gegensatz zur Propagation und ist deshalb nach Arrhenius Temperaturabhängig

Makromolekulare Chemie

 

Wozu verwendet man Schutzkolloide?

Wenn hydrophobe Kolloide ausflocken, so ist dieser Vorgang irreversibel. Um das zu verhindern, so stabilisiert man die hydrophoben Kolloide durch Zusatz von adsorbierbaren hydrophilen Kolloiden (Schutzkolloide). Dadurch nehmen die Teilchen des hydrophoben Kolloids durch Adsorption des hydrophilen Kolloids dessen Charakter an

Makromolekulare Chemie

welche Arten von Kettenwachstumspolymerisationen gibt es und wie laufen diese allgemein ab?

- radikalisch

- ionisch 

-koordinativ


Ablauf: Allgemein werden Monomere mit aktiven Doppelbindungen verknüpft ( cyklische durch Ringöffnung) 

Die Reaktion besteht aus: 

- Initiation

- Propagation

- Termination

Um die Kettenreaktion zu starten, muss das erste Monomer aktiviert werden: entweder durch Zugabe eines Initiatorradikals/ eines Ions oder durch Übertragung von Elektronen, sowie thermischer und Photothermischer Energie

Makromolekulare Chemie

Kettenübertragung: was ist das? und wozu? Welche Agentien kommen in Frage?

-> Ist eine Abbruchreaktion

Der Vorgang der Abstraktion eines Atoms durch einen Kettenüberträger von einem inaktiven Molekül wird Kettenübertragung genannt, wenn das neu gebildete Radikal eine vergleichbare Energie wie das gequenchte aufweist. Die Polymerisationsgeschwindigkeit bleibt konstant.

(wenn Polymerisationsgeschwindigkeit gleich Null: Hemmung
 Wenn Polymerisationsgeschwindigkeit reduziert: Verzögerung )


Agentien: 

Lösungsmittel

Initiatoren ( geringer Effekt)

Monomere ( geringe Priorität)



Makromolekulare Chemie

Kinetik der radikalischen Polymerisation:

Was ist allgemein entscheidend und wie wird hier die Reaktionsgeschwindigkeit definiert?

-> entscheidend sind Konzentration des Monomers und des Initiators, sowie Polymerisationsgrad. 

-> Aus bestimmten Messgrößen wird die Kinetik der Elementarreaktion bestimmt

-> Reaktionsgeschwindigkeit r = Konzentrationsänderung / pro Zeiteinheit 


Makromolekulare Chemie

Was sind die charakteristischen Eigenschaften von thermoplastischen Elastomeren?
Wodurch werden diese hervorgerufen?

Eigenschaften: 

- Thermoplastische Elastomere sind Werkstoffe, bei denen elastische Polymerketten in thermoplastisches Material eingebunden sind. Sie lassen sich in einem rein physikalischen Prozess in Kombination von hohen Scherkräften, Wärmeeinwirkung und anschließender Abkühlung entweder plastisch verformen oder wieder Aufschmelzen

-> reversible Verformung 

- mehrere Blockcopolymere ->  Mehrere thermoplastische Verarbeitungsschritte möglich

- jedoch weit weniger thermisch und dynamisch belastbar sind als Standard-Elastomere.

- Thermoplastische Elastomere haben in Teilbereichen physikalische Vernetzungspunkte (Nebenvalenzkräfte oder Kristallite), die sich bei Wärme auflösen, ohne dass sich die Makromoleküle zersetzen.

hervorgerufen durch:

Wärme- und Scherkrafteinwirkung bzw Abkühlung

Makromolekulare Chemie

Warum sind die Produkte, die durch den Einsatz von Telomeren entstehen, technisch interessant?

Durch Einsatz von Telomeren (auch CTS = Chain transfer agents) kann das Kettenwachstum bei der Reaktion unterbrochen werden, was zu Synthese von Polymeren mit mittlerer Kettenlänge führt und damit zu niedrigerem Molekulargewicht. Je höher der Menge des CTA, desto niedriger ist DP→ degradative Kettenübertragung.
Durch den Einsatz von unterschiedlicher Telomeren mit verschiedenen Konzentration können verschiedene Molekulargewichte erzielt werden → Eigenschaften für Anwendung anpassen.

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Was ist der Tyndall-Effekt?

beschreibt die Streuung von Licht an mikroskopisch kleinen Schwebeteilchen, die allgemein in einem „trüben Medium“, besonders in einer Flüssigkeit oder einem Gas, suspendiert sind. 

Beispiel:  Schickt man einen Lichtstrahl seitlich durch ein Becherglas mit Kochsalzlösung, so ist er nicht zu erkennen. Wird der Lichtstrahl dagegen durch eine Tensidlösung gestrahlt, so ist er sichtbar, da das Licht an den gelösten Teilchen gestreut wird.

Makromolekulare Chemie

Wie können Polymere modifiziert werden? + Beispiele

Modifikation:chemische und physikalische Vorgänge, die nach der Synthese des Makromoleküls stattfinden


chemische Modifikation: 

-Polymeranaloge Reaktionen 

- Polymerabbau

- Vernetzung

- Propfung (Propfpolymere) 

- Blockpolymere


physikalische Modifikation:

- Verarbeitungshilfsmittel 

- Antioxidantien (erhöhen Stabilität gegen Sauerstoff und Licht)

 - Weichmacher 

- Füllstoff (Fasern, Pigmente, Ruß usw. 

- Mischungen (Polymermischungen) 

Makromolekulare Chemie

Beschreiben und Vergleichen Sie Polyreaktionen in Masse, Lösung und Dispersion. Geben Sie für jede Methode die Vor- und Nachteile an.

Polymerisation in Masse:
• Polymerisation in Abwesenheit von Lösungsmittel
• Reaktionsansätze enthalten nur Monomere und ggf. Initiatoren oder Katalysatoren
• Sehr reine Produkte
Vorteile:
• Hohe Reaktionsgeschwindigkeit, hohe molare Masse, hohe Reinheit, LM muss nicht entsorgt werden → besser für Umwelt
Nachteile:
• Abführung der Reaktionswäre, Nebenreaktionen in hochviskoser Schmelze


Polymerisation in Lösung:
• In LM wir polymerisiert → homogene Lösungspolymerisation
• Polymer fällt aus → Fällungspolymerisation
Vorteile:
• Geringe Viskosität, einfache Abkühlung, einfache Verarbeitung
Nachteile:
• Niedrige Reaktionsgeschwindigkeit, niedrige molare Masse


Polymerisation in Dispersion:
• Unlösliches oder schwer lösliches Polymer wird in flüssige Phase emulgiert
• Fällt Monomer aus entsteht Suspension.
• Suspensionspolymerisation = Polymerisation in Monomertröpfchen
• Emulsionspolymerisation = Polymerisation in Mizellen
Vorteile:
• Keine Viskositätserhöhungen, Hitze lässt sich einfach abführen, org. LM notwendig
Nachteile:
• Niedrige Reaktionsgeschwindigkeit, Wasser muss entfernt werden von Reinprodukt

Makromolekulare Chemie

a) Beschreiben Sie die wichtigsten Unterschiede:
i) einer Emulsionspolymerisation und ii) einer Suspensionspolymerisation.

Suspensionspolymerisation:
-Polymerisation in wässriger Monomer-Suspension
-Polymerisation in Monomer-Tropfen
-Schutzkolloide nötig
-Teilchengröße 0,5μm – 2mm
-Initiator löslich in Monomer-Tropfen
Emulsionspolymerisation:
-Polymerisation in wässriger Emulsion
-Polymerisation in Mizellen
-Initiator löslich in Wasser
-Emulgator nötig (Tensid)
-Teilchengröße 0,1μm -0,5μm

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