Kunststoffkunde & Chemie Der Kunststoffe an der Hochschule Schmalkalden | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Kunststoffkunde & Chemie der Kunststoffe an der Hochschule Schmalkalden

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Definieren Sie den Begriff Polymerisation.

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Die Polymerisation ist eine Sonderform der Additionsreaktion. Es vereinigen sich dabei reaktionsfähige Monomere unter Anlagerung an Mehrfachbindungen oder Öffnung von Ringmolekülen.

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Definieren Sie den Begriff Konstitution.

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Die Konstitution eines Moleküls beschreibt, welche Atome durch welche Bindung miteinander verbunden sind.

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Wie funktionieren Wasserstoffbrückenbinungen? Erklären Sie die Bindungsverhältnisse anhand einer Strukturformel. Nennen Sie einen Kunststoff in dem diese Bindungsart von großer Bedeutung ist. Welchen Einfluss hat die Bindungsart auf die Eigenschaften von Kunststoffen?

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Wasserstoffbrückenbindungen sind sogenannte Nebenvalenzbindungen. Sie beruhen auf der Anziehungskraft zwischen positiven und negativen Ladungsschwerpunkten. Bei Polymeren können diese Bindungen zwischen den Molekülen als auch innerhalb der Molekülkette auftreten. Dies ermöglicht die Entstehung komplexer dreidimensionaler Strukturen. Bei Polyamiden sind Wasserstoffbrückenbindungen von großer Bedeutung. Sie verleihen dem Polymer seine hervorragenden Eigenschaften. Die Bindungen sorgen für bessere Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit. Weiterhin erhöhen sich die thermischen Eigenschaften.

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Unter welchen Randbedingungen können die Festigkeitseigenschaften von Glas maximal für einen Verbundwerkstoff genutzt werden?

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Unidirektional ausgerichtete Endlosglasfasern in Belastungsrichtung mit einer für die Matrix optimierten Glasfaserschlichte.

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Welche Kunststoff gab es schob vor der industriellen Revolution? Nennen Sie zwei Beispiele für Kunststoffe die auch heute noch Verwendung finden, sowie Produktbeispiele.

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  • Leder, als durch Gerbstoffe vernetzte Proteine, für Textilien & Schuhe
  • Naturkautschuk, durch Räuchern dreidimensional vernetzt, für Reifen und Textilien
  • Naturharz als 3-Komponenten-Kleber
  • Kunsthorn, als durch Lauge vernetzte Milcheiweiße, für Knöpfe
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In welchem Zeitraum wurden die meisten heutzutage verwendeten technischen Kunststoffe entwickelt? Nennen Sie zwei, sowie passende Beispiele.

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  • POM, für Zahnräder & Strukturbauteile
  • PA, für Konstruktionsbauteile & Tanks
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Definieren Sie den Begriff Konfiguration.

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Die Konfiguration beschreibt die räumliche Anordnung der Atome/Atomgruppen ohne Berücksichtigung der Rotation um formale Einfachbindungen.

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Ordnen Sie folgende chemische Bindungen hinsichtlich ihrer Polarität:

  • C-F
  • C-H
  • C-Cl
  • Na-Cl
  • S-H
  • H-Cl


Welches Konzept dient zur Erklärung dieser Polarität?

Welche dieser Verbindungen werden in Wasser gelöst den elektrischen Strom leiten? 

Welche Verbindung verhält sich nicht wie erwartet?

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  • C-H / S-H
  • C-Cl
  • H-Cl
  • C-F
  • Na-Cl


-->Delta der Elektronegativitätswerte

Fett leitet Strom

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Bestimmen Sie die Art der chemischen Bindung bei folgenden Stoffen sowie das Delta EN:

  • Wasserstoff
  • Chlorwasserstoff
  • Methan
  • Natriumchlorid
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  • Wasserstoff: 0; kovalente Bindung
  • Chlorwasserstoff: 0,9; polare Atombindung
  • Methan: 0,4; polare Atombindung
  • Natriumchlorid: 2,2; Ionenbindung
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Definieren Sie den Begriff Konformation.

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Mit der Konformation wird in einem Molekül die Rotation um formale Einfachbindungen beschrieben.

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Definieren Sie den Begriff Kunststoff.

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Kunststoffe sind synthetisch, vorwiegend organische Werkstoffe, die im wesentlichen aus Makromolekülen bestehen.

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Unter welchen Bedingungen von Kunststoffe schweißbar?

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Die Grundlegende Voraussetzung für die Schweißbarkeit ist die Mischbarkeit. Eine weitere Voraussetzung für die Schweißbarkeit von Kunststoffen, ist ein sich überlappender Schmelztemperaturbereich. Weiterhin ist zu beachten, dass mit steigendem Polymerisationsgrad die Schweißbarkeit abnimmt. Dies ist auf die Änderung der Entropie zurückzuführen. Je größer die Kettenlänge, umso geringer die Entropie und umso schlechter lassen sich die Werkstoffe mischen. Weiterhin wird die Mischbarkeit hauptsächlich durch den enthalpischen Anteil bestimmt. Dieser ist Abhängig von den Wechselwirkungen der Polymere untereinander.


Reaktion/Mischung findet statt wenn dG< 0

dG = dH - T*dS

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Q:

Definieren Sie den Begriff Polymerisation.

A:

Die Polymerisation ist eine Sonderform der Additionsreaktion. Es vereinigen sich dabei reaktionsfähige Monomere unter Anlagerung an Mehrfachbindungen oder Öffnung von Ringmolekülen.

Q:

Definieren Sie den Begriff Konstitution.

A:

Die Konstitution eines Moleküls beschreibt, welche Atome durch welche Bindung miteinander verbunden sind.

Q:

Wie funktionieren Wasserstoffbrückenbinungen? Erklären Sie die Bindungsverhältnisse anhand einer Strukturformel. Nennen Sie einen Kunststoff in dem diese Bindungsart von großer Bedeutung ist. Welchen Einfluss hat die Bindungsart auf die Eigenschaften von Kunststoffen?

A:

Wasserstoffbrückenbindungen sind sogenannte Nebenvalenzbindungen. Sie beruhen auf der Anziehungskraft zwischen positiven und negativen Ladungsschwerpunkten. Bei Polymeren können diese Bindungen zwischen den Molekülen als auch innerhalb der Molekülkette auftreten. Dies ermöglicht die Entstehung komplexer dreidimensionaler Strukturen. Bei Polyamiden sind Wasserstoffbrückenbindungen von großer Bedeutung. Sie verleihen dem Polymer seine hervorragenden Eigenschaften. Die Bindungen sorgen für bessere Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit. Weiterhin erhöhen sich die thermischen Eigenschaften.

Q:

Unter welchen Randbedingungen können die Festigkeitseigenschaften von Glas maximal für einen Verbundwerkstoff genutzt werden?

A:

Unidirektional ausgerichtete Endlosglasfasern in Belastungsrichtung mit einer für die Matrix optimierten Glasfaserschlichte.

Q:

Welche Kunststoff gab es schob vor der industriellen Revolution? Nennen Sie zwei Beispiele für Kunststoffe die auch heute noch Verwendung finden, sowie Produktbeispiele.

A:
  • Leder, als durch Gerbstoffe vernetzte Proteine, für Textilien & Schuhe
  • Naturkautschuk, durch Räuchern dreidimensional vernetzt, für Reifen und Textilien
  • Naturharz als 3-Komponenten-Kleber
  • Kunsthorn, als durch Lauge vernetzte Milcheiweiße, für Knöpfe
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Q:

In welchem Zeitraum wurden die meisten heutzutage verwendeten technischen Kunststoffe entwickelt? Nennen Sie zwei, sowie passende Beispiele.

A:
  • POM, für Zahnräder & Strukturbauteile
  • PA, für Konstruktionsbauteile & Tanks
Q:

Definieren Sie den Begriff Konfiguration.

A:

Die Konfiguration beschreibt die räumliche Anordnung der Atome/Atomgruppen ohne Berücksichtigung der Rotation um formale Einfachbindungen.

Q:

Ordnen Sie folgende chemische Bindungen hinsichtlich ihrer Polarität:

  • C-F
  • C-H
  • C-Cl
  • Na-Cl
  • S-H
  • H-Cl


Welches Konzept dient zur Erklärung dieser Polarität?

Welche dieser Verbindungen werden in Wasser gelöst den elektrischen Strom leiten? 

Welche Verbindung verhält sich nicht wie erwartet?

A:
  • C-H / S-H
  • C-Cl
  • H-Cl
  • C-F
  • Na-Cl


-->Delta der Elektronegativitätswerte

Fett leitet Strom

Q:

Bestimmen Sie die Art der chemischen Bindung bei folgenden Stoffen sowie das Delta EN:

  • Wasserstoff
  • Chlorwasserstoff
  • Methan
  • Natriumchlorid
A:
  • Wasserstoff: 0; kovalente Bindung
  • Chlorwasserstoff: 0,9; polare Atombindung
  • Methan: 0,4; polare Atombindung
  • Natriumchlorid: 2,2; Ionenbindung
Q:

Definieren Sie den Begriff Konformation.

A:

Mit der Konformation wird in einem Molekül die Rotation um formale Einfachbindungen beschrieben.

Q:

Definieren Sie den Begriff Kunststoff.

A:

Kunststoffe sind synthetisch, vorwiegend organische Werkstoffe, die im wesentlichen aus Makromolekülen bestehen.

Q:

Unter welchen Bedingungen von Kunststoffe schweißbar?

A:

Die Grundlegende Voraussetzung für die Schweißbarkeit ist die Mischbarkeit. Eine weitere Voraussetzung für die Schweißbarkeit von Kunststoffen, ist ein sich überlappender Schmelztemperaturbereich. Weiterhin ist zu beachten, dass mit steigendem Polymerisationsgrad die Schweißbarkeit abnimmt. Dies ist auf die Änderung der Entropie zurückzuführen. Je größer die Kettenlänge, umso geringer die Entropie und umso schlechter lassen sich die Werkstoffe mischen. Weiterhin wird die Mischbarkeit hauptsächlich durch den enthalpischen Anteil bestimmt. Dieser ist Abhängig von den Wechselwirkungen der Polymere untereinander.


Reaktion/Mischung findet statt wenn dG< 0

dG = dH - T*dS

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