Lösungen zu den Aufgaben im Buch

4362.1
Thermoplaste: Thermoplaste bestehen aus langkettigen,
linearen oder wenig verzweigten Makromolekülen. Der
Zusammenhalt der Molekülketten erfolgt durch Vnru-orn-
Waals-Bindungen oder Wasserstoffbrücken. Die Struktur
kann man als ungeordnete Molekülknäuel beschreiben,
durch parallele Anordnung der Molekülketten können srch
auch teilkristalline Strukturen bilden. Beim Erhitzen erweichen
Thermoplaste, die Makromoleküle können dann
aneinander vorbeigleiten. lm zähflüsslgen Zustand können
Thermoplaste durch Spritzgießen und Blasformen verarbeitet
werden.
Duroplaste: Hier sind die Makromoleküle über Elektronenpaarbindungen
netzartig miteinander verknüpft. Das
gesamte Werkstück stellt damit ein einziges Molekül dar.
Duroplastische Werkstücke können durch Erhitzen nicht
verformt werden. Bei höheren Temperaturen werden Duroplaste
zersetzt.
Elastomere: Auch hier sind die Makromoleküle über Elektronenpaarbindungen
netzartig miteinander verknüpft. lm
Unterschied zu den Duroplasten liegen nur wenige euervernetzungen
vor, die Vernetzung ist daher weitmaschiger.
Deshalb lassen sich Elastomere in die Länge ziehen, wobei
sie aber an den Vernetzungspunkten noch zusammenhalten.
Bei Zugentlastung nehmen Elastomere wieder ihre
ursprüngliche Form ein.
4363.1
Polyaddition
Monomere
Abspaltung
von
kleinen
Molekülen
Polymere
4363.2
AIkene
nern B,
oftmals H2O
linear oder
wenig
verzweigt
linear oder
vernetzt
Thermoplast
oder Duroplast
Polyreaktion
Polymerisation
Polykondensation
Diole oder
Diamine +
Alkandisäuren;
Phenole
oder Harnstoff
+ Formaldehyd
Diisocyanate
+
Diole;
Epoxide +
Diole
neln
linear oder
vernetzt
Kunststofftypen
Thermoplast
Thermoplast
oder
Duroplast
Stärken:
o Eine Grafik ist oft schneller erfassbar als eine Reaktionsgleichung.
. Auf einen Blick werden grob die Unterschiede zwischen
den Reaktionstypen verdeutlicht.
o Die Anzahl der symbolisch veranschaulichten Monomere
entspricht der Anzahl der in Formelschreibweise dargestellten
Monomere.
Schwächen:
o Die Stöchiometrie der dargestellten Reaktionen ist nicht
ausgeglichen, da die Makromoleküle verelnfacht dargestellt
sind.
o Die Farben der Klötzchen passen nicht zu den farbig hinterlegten
Bereichen der Strukturformeln.
4365.1
Starlreaktion:
/_'-_\
(( ,!
\://
ö!
\:/
o
//
o.
Kettenreaktion:
T CH,
I
oo
i-o-olg,,g'"a
+
R-C-C. +
tt
H COOCH3
Abbruchreaktion:
H CH3
I
2 R-C-C.
I
H COOCH3
A367.1 oben
H
H
o'
H CH"
/- CH" ) | I
C:C \l - ) R_C-C.
coocHs H COOCH3
H.. ,cH'
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,,c:c..
H COOCH3
T?" T?*.
R-C_C_C_C.
I lt
H COOCH3 H COOCH3
H CH" CH" H
it""l
---) R*C-C-C-C-R
lir
H] IH
H3COOC COOCH3
Die sperrigen Seitenketten des Hochdruck-Polyethens
ergeben eine unregelmäßige, amorphe Struktur, während
die lineare Struktur der Polymere im Niederdruck-Polyethen
zu einer teilkristallinen Anordnung führt. Diese strukturellen
Unterschiede begründen auch die unterschiedlichen Dichten:
Hochdruck-Polyethen hat eine geringe Dichte (Lowdensity-Polyethen,
LDPE; Dichte 0,92 bis 0,94 g . cm-3).
Niederdruck-Polyethen hat eine höhere Dichte (High-density-Polyethen,
HDPE; Dichte 0,94 g bis 0,95 g . cm-3).
Die Schmelztemperatur von Hochdruck-Polyethen liegt
bei 98'C und die von Niederdruck-Polyethen bei 120 "C.
Die teilkristalline Struktur im Niederdruck-Polyethen ist die
Ursache für die erhöhte Wärmestabilität.
Die Zähigkeit und Bruchfestigkeit des Hochdruck-polyethens
beruht auf den verzweigten Molekülen. Die hohe
Festigkeit des Niederdruck-Polyethens kann mit der teilkristallinen
Struktur erklärt werden.
Der Polymerisationsgrad von Hochdruck-Polyethen liegt
zwischen 200 und 2 000, der von Niederdruck-polyethen
liegt zwischen 7 000 und 180 000. Dies ist auf die Reaktionsbedingungen
zurückzuf ühren.
Kunststoffe - vielseitig und leistungsfähtg 145