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Aufgabe a) Hilfekarte 1 BELLAND ® Material Aufgabe a) Hilfekarte 1 Lösung BELLAND ® Material
• Geben Sie alle Ihnen bekannten Bindungen und
intermolekularen Wechselwirkungen an!
• Erklären Sie, welche Bindungen hier vorliegen!
• Begründen Sie, welche Bindungen unter welchen Bedingungen
hier gebrochen werden!
• Chemische Bindungstypen sind: kovalente Bindung (auch Elektronenpaar-
oder Atombindungen genannt), Ionenbindung, Metallbindung
(und Komplexbindung)
Intermolekulare Wechselwirkungen sind van der Waals-Kräfte,
Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen.
• Hier liegen ausschließlich kovalente Bindungen vor, zwischen
den Molekülen sind vor allem die Wasserstoffbrückenbindungen
entscheidend, da diese mit Abstand die stärksten intermolekularen
Wechselwirkungen sind.
• Im alkalischen werden die Wasserstoffbrückenbindungen gelöst,
die kovalenten Bindungen werden erst beim starken Erhitzen
gebrochen.
Aufgabe a) Hilfekarte 2 BELLAND ® Material Aufgabe a) Hilfekarte 2 Lösung BELLAND ® Material
• Welche Anordnungen der beiden verschiedenen Monomere sind
denkbar?
• Welche ist wahrscheinlich?
alternierend:
in Blöcken:
statistisch:
ABABABABABABABABABABABABABABABABABA
AAAAAAAABBBBBBBBBAAAAAAAAAAABBBBBBB
AABABBAAABBABABAABABBBABABBAAABAABB
Ein Blockpolymer hätte nicht die beschriebenen Recyclingeigenschaften,
alternierende Polymere sind extrem selten, es handelt
sich hier um ein statistisches Copolymer.

Aufgabe b) Hilfekarte 1 BELLAND ® Material Aufgabe b) Hilfekarte 1 Lösung BELLAND ® Material
Begründen Sie, wieso das Polymer in wässrigen Laugen löslich ist,
nicht aber in sauren Lösungen?
Wenn Ihnen dieses Fragestellung nicht bei der Beantwortung der
Aufgabenstellung geholfen hat, so ziehen Sie die Hilfekarte 2 zur
Aufgabe b) zu Rate!
Aufgabe b) Hilfekarte 2 BELLAND ® Material Aufgabe b) Hilfekarte 2 Lösung BELLAND ® Material
Die Recyclingeigenschaften hängen von den Carboxylgruppen der
Acrylsäuremonomere ab. Diese reagieren in einer Säure-Base-
Reaktion (Protonenübertragungsreaktion) mit den Hydroxid-Ionen
der alkalischen Lösung.
O
O
+ OH -
O O - + H 2 O
Aufgabenstellung
• Entwickeln Sie eine schematische Darstellung für diese Protonenübertragungsreaktion!
• Geben Sie an, welche zwischenmolekularen Wechselwirkungen
nun noch zwischen zwei Carboxylresten möglich sind!
• Beurteilen Sie: Welchen Einfluss hat die nun vorliegende
Struktur auf das Löslichkeitsverhalten der Polymerketten?
H
Carboxylgruppe
Carboxylatgruppe
Es sind keine Wasserstoffbrückenbindungen mehr möglich, die
Carboxylatgruppen stoßen sich untereinander wegen der negativen
Ladungen ab.
Durch die vielen negativen Ladungen wird das Polymer aber noch
stärker polar und damit besser wasserlöslich!

Aufgabe c) BELLAND ® Material
weitere Informationen:
Je größer der Anteil an hydrophilen Carboxylatgruppen ist, desto
besser ist das Polymer unter den gewählten Bedingungen löslich.
Eine gleichmäßige Verteilung der Monomere ist dabei besonders
vorteilhaft.
Reine Polyacrylate sind extrem spröde, da sie schon bei Temperaturen
von weniger als 0°C größere kristalline Bereiche ausbilden
und somit glasähnliche Eigenschaften erhalten.
Aufgabe d) BELLAND ® Material Aufgabe d)
BELLAND ® Material
Zur Herstellung eines LEGO ® -Steins wird Öl und eine große Menge
sogenannter „Veredlungsenergie“ benötigt =>LEGO ® ist teuer!
Hat man aber einen hinreichend großen Vorrat an Steinen erworben,
so kann man daraus immer wieder neue Dinge bauen. Zum
Trennen der Steine wird nur noch wenig Energie benötigt, die
Veredlungsenergie bleibt vollständig erhalten.
Aufgabenstellung
• Übertragen Sie dieses Bild auf das Belland®Material!
Die Polymerketten des BELLAND ® Materials werden einmalig mit
dem für Polymere üblichen hohen Energieaufwand hergestellt
(Herstellung des Monomers, Polymerisation). Beim Recycling
werden die Polymerketten in ihrer Grundstruktur nicht mehr chemisch
verändert, sondern es werden nur die Ketten voneinander
getrennt. Hierzu ist nur ein minimaler Energieaufwand nötig. Die
erhaltenen BELLAND ® Flocken können wie ein übliches Kunststoffgranulat
wieder weiterverarbeitet werden.