Unterrichtsreihe - Chempage

1 Unterrichtsreihe kunststoffe Quelle: Seite 1 von 59 Unterrichtsreihe Unterrichtskonzept zur Polymerchemie Jahrgangsstufe: 12/13 - Grundlagen Eigenschaften von Kunststoffen Experimente - Unterrichtsreihe kunststoffe Quelle: Seite 2 von 59 Impressum: Titel: kunststoffe Autor: Michael M ller Bildmaterial: [2002-2005] by bei Fragen zu dem Skript wenden Sie sich bitte an: Das Skript ist auch als Druckversion erh ltlich. Die Mappe enth lt alle Kopiervorlagen sowie die Folien (printable Transperency-Film). Das Skript kann f r 20 unter: bestellt werden. Bitte geben Sie in der Betreffzeile den Vermerk: Skript-Bestellung: kunststoffe und vergessen Sie nicht Ihre Adresse anzugeben.

2 Unterrichtsreihe kunststoffe Quelle: Seite 3 von 59 A. Theoretischer Teil 1. Thermoplaste Seite Allgemeine Eigenschaften der Thermoplasten 5 Polyolefine Polyethylen (hart) 6 Polyethylen (weich) 7 Polypropylen 8 Styrol-Polymerisate Polystyrol 9 Polystyrol-Schaum 10 Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer 11 Halogenhaltige Polymerisate Polyvinylchlorid (hart) 12 Polyvinylchlorid (weich) 13 Polytetrafluoroethylen 14 weiter Thermmoplaste Polymethycrylat 15 Thermische Polymere mit gemischtem Kettenbau Cellulosepropionat 16 Polycarbonat 17 Polyamid 18 Polyethylenterephthalat 19 2. Duroplaste Allgemeine Eigenschaften der Duroplasten 20 Phenoplaste Phenolharz 21 Aminoplaste Melamin-Schichtspressstoff 22 Unges ttigte Polyesterharze Polyesterharz 23 3.

3 Elastomere Allgemeine Eigenschaften der Elastomere 24 Vernetzte Polyurethane Polyurethane, gummielsatisch 24 Polyurethan-Schaum feinporig (weich) 25 Polyurethan-Schaum feinporig (hart) 26 Unterrichtsreihe kunststoffe Quelle: Seite 4 von 59 4. Silikone Silikonkautschuk 27 5. Herstellung von Kunststoffen Polykondensation 28 Polymerisation 28 Polyaddition 28 6. Verarbeitung der kunststoffe 29 B. Praktischer Teil 1. Versuche zur Charakterisierung von Kunststoffen Brennbarkeit 30 Dichtebestimmung 31 W rmeleitf higkeit 31 L slichkeit 32 2. Versuche zur Herstellung von Kunststoffen Herstellung von Acrylglas 33 Radikalische Polymerisation von Styrol 34 Kationische Polymerisation von Styrol 35 Copolymerisation von Styrol mit Maleins ureanhydrid 36 Polykondensation von Glycerin mit Bors ure 37 Herstellung von weich PVC 38 Funktionsweise eines Superabsorbers 39 3.

4 Recycling von Kunststoffen R ckgewinnung von Methacryls uremethylester 40 Recycling eines Polyesters durch Hydrolyse 41 Recycling von Styropor 42 C. Anhang: Kopiervorlagen Grundwissen: kunststoffe 44 Grundwissen: Herstellung von Kunststoffen 45 Arbeitsanleitungen zu den Versuchen 46 D. Anhang: Folien 58 Unterrichtsreihe kunststoffe Quelle: Seite 5 von 59 A) Theoretischer Teil In diesem Teil des Skriptes sollen die theoretischen Grundlagen, sowie wichtige physikalische und chemische Eigenschaften verschiedner Polymere behandelt werden. Der theoretische Teil gliedert sich in 6 Kapitel. Die ersten vier Kapitel behandeln die verschiedenen Polymerklassen: Thermoplasten Duroplasten Elastomeren nat rliche Polymere Das 5.

5 Kapitel besch ftigt sich mit der Herstellung von Kunststoffen und beschreibt die Reaktionsmechanismen: Polykondensation Polymerisation Polyaddition Im letzten Kapitel des theoretischen Teils geht es um die Weiterverarbeitung der kunststoffe und ihre Einsatzm glichkeiten. 1. Thermoplasten Allgemeine Eigenschaften der Thermoplasten Thermoplaste sind lange fadenf rmige und unverzweigte sowie vernetzte Polymere. Sie lassen sich durch Erw rmen leicht formbar machen. Die unterschiedlich langen Polymer-Str nge werden von physikalischen Wechselwirkungen wie die Van-der-Waals-Kr fte und Wasserstoffbr ckenbindungen zusammen gehalten.

6 Geraten die Molek le beim Erhitzen in Schwingung, so k nnen die oben beschriebene Wechselwirkung aufgehoben werden und der Kunststoff wird formbar. Diese besonderen Eigenschaften der Thermoplaste werden in der technischen Verarbeitung von Kunststoffen ausgenutzt. Unterrichtsreihe kunststoffe Quelle: Seite 6 von 59 Polyolefine Polyethylen (hart) Abk rzung: PE HD: Polyethylene High Density Dichte 0,94-0,96 g/cm Abbildung: . physikalische Eigenschaften: Polyethylen HD ist ein weicher, durchscheinender Kunststoff. Mit dem Fingernagel lassen sich Kerben in den Kunststoff kratzen. Der Kunststoff f hlt sich wachsartig an und ist bis zu Temperaturen von 90 C belastbar.

7 Chemische Eigenschaften Polyethylen l sst sich bei Raumtemperatur in keinem L sungsmittel l sen. Au erdem ist der Kunststoff gegen ber von S uren sowie Laugen best ndig. Durch Erhitzen kann der Kunststoff in Form gebracht werden und kann verschwei t werden. CCHHHHn ..Polyethylen Das Polymer besteht aus langen unverzweigten Ketten. Die hohe Dichte des Kunststoffs resultiert aus den vielen kristallinen Bereichen im Polymer. Brennprobe: Bei der Brennprobe zeigt sich eine helle Flamme mit blauem Kern. Der Kunststoff tropft brennend ab und brennt auch nach dem Entfernen der Z ndquelle weiter. Nach dem Erl schen ist ein parafinartiger Geruch wahrzunehmen. Verarbeitungsverfahren: Der Kunststoff eignet sich zum Extrudieren von Profilen und Rohren sowie zum Herstellen von Blas-Folien.

8 Meist wird der Kunststoff zum Spritzgie en von Werkst cken verwendet. Au erdem wird das Polyethylen HD zum beschichten von Verpackungspapieren und -kartons verwendet. Anwendungen: Aus dem Kunststoff werden Flaschen f r Reinigungsmittel gefertigt sowie h herwertige Massenware f r Haushalt und Technik. Au erdem werden Flaschenk sten, Lagertanks, Kanister sowie Folien und Rohre aus dem Kunststoff gefertigt. Unterrichtsreihe kunststoffe Quelle: Seite 7 von 59 Polyethylen (weich) Abk rzung: PE LD: Polyethylene Low Density Dichte 0,91-0,94g/cm Abbildung: . physikalische Eigenschaften: Polyethylen LD ist ein durchscheinender, leicht ritzbarer Kunststoff mit wachsartigem Griff.

9 Er ist bei Temperaturen von bis zu 70 C belastbar. chemische Eigenschaften Polyethylen l sst sich bei Raumtemperatur in keinem L sungsmittel l sen. Au erdem ist der Kunststoff gegen ber von S uren sowie Laugen best ndig. Durch Erhitzen kann der Kunststoff in Form gebracht werden und kann verschwei t werden. CCHHHHn ..Polyethylen Das Polymer besteht aus langen unverzweigten Ketten. Die relativ niedrige Dichte des Kunststoffs resultiert aus den wenigen kristallinen Bereichen im Polymer. Brennprobe: Bei der Brennprobe zeigt sich eine helle Flamme mit blauem Kern. Der Kunststoff tropft brennend ab und brennt auch nach dem Entfernen der Z ndquelle weiter.

10 Nach dem Erl schen ist ein parafinartiger Geruch wahrzunehmen. Verarbeitungsverfahren: Der Kunststoff eignet sich zum Extrudieren von Profilen und Rohren sowie zum Herstellen von Blas-Folien. Meist wird der Kunststoff zum Spritzgie en von Werkst cken verwendet. Au erdem wird das Polyethylen HD zum beschichten von Verpackungspapieren und -kartons verwendet. Anwendungen: Aus dem Kunststoff werden vorallem Massenwaren wie Eimer, Sch sseln, Elektroteile sowie Folien f r Bau und Landwirtschaft hergestellt. Die Kunststoff Tragetaschen in den Gesch ften sind meist aus Polyethylen hergestellt worden. Unterrichtsreihe kunststoffe Quelle: Seite 8 von 59 Polypropylen Abk rzung: PP: Polypropylene Dichte 0,90-0,91g/cm Abbildung.