1. Klausur GK 131.1 2003 - Marlene Walter

1. Klausur GK 13/I 25.11.03Thema: Herstellungsverfahren für KunststoffeZeit: 3 UStd.________________________________________________________________________________Aufgabe 1: Reaktion von Glycerin (Propantriol) mit Citronensäure (2-Hydroxy-1,2,3-propantricarbonsäure)Versuch:Materialien: Reagenzglas mit 2,1 g Citronensäure-Monohydrat, 1 Schaschlikspieß, Spatel,Reagenzglasklammer, Reagenzglasgestell, Brenner, Schut zbrille, Glycerin, TropfpipetteDurchführung:Zu dem trockenen Reagenzglas mit Citronensäure-Monohydrat, fügt man 0,3 ml (2 Tropfen)Glycerin hinzu und vermischt die beiden Stoffe mit einem Holzstab. Man erwärmt anschließendunter ständigem Schütteln und hält schließlich den Inhalt des Reagenzglases für ca. 2 Minuten amSieden.Arbeitsauftrag:a) Führe den Versuch nach obiger Anleitung durch und notiere deine Beobachtungen inallen Versuchsstadien sehr exakt.b) Gib die vollständige Reaktionsgleichung der Polymerbildung mit einem aussagefähigenStrukturausschnitt für das Endprodukt an.c) Erläutere um welche Herstellungsart es sich bei der Reaktion handelt und klassifiziere denentstandenen Kunststoff so ausführlich wie möglich.d) Damit die Reaktion erfolgreich verläuft, muss die Citronensäure in einem leichtenÜberschuss zugegeben werden. Überprüfe rechnerisch in welchem molaren Verhältnis dieAusgangsstoffe bei der Reaktion eingesetzt werden. (Dichte Glycerin = 1,261 g/cm³)e) Welche Eigenschaften sollte ein Kunststoff besitzen damit er in der Medizin alsNähmaterial bei Operationen im Körper eingesetzt werden kann? Beachte hier kann mankeine Fäden ziehen.Aufgabe 2: PolystyrolFachspezifische Vorgabe:Polystyrol (PS) ist der älteste kommerziell bekannte Kunststoff. Seit 1936 wird PS vor allem zurHerstellung von Gebrauchsmaterialien verwendet. Durch Variation der Polymerisationsbedingungenund Copolymerisation mit anderen Materialien lassen sich verschiedene, demjeweiligen Anwendungszweck angepasste Polymerisate he rstellen.Beispiel 1:Erhitzt man im Reagenzglas Styrol mit Cumolhydroperoxid ca. 15 min bei ca. 90 – 140°C, soerhält man nach dem Abkühlen einen transparenten, farblosen Festkörper.Beispiel 2:Erhitzt man in einem Reagenzglas Maleinsäureanhydrid und Styrol im gleichen molarenVerhältnis, so beobachtet man, dass sich zunächst eine klare Lösung bildet, die nach weiteren 1 –2 Minuten zäh wird. Nach dem Erkalten erhält man ein festes, farbloses Harz.Vorlage 1:

1. Klausur GK 13/I 25.11.03Thema: Herstellungsverfahren für KunststoffeZeit: 3 UStd.________________________________________________________________________________Vorlage 2:Dieser Werkstoff wird hauptsächlich im Spritzguss und im Thermoplastischen Schaumguss(TSG) verarbeitet. Er ist• äußerst schlagzäh und für stoßfeste Teile gedacht• gut geeignet für die Kält e,• nicht kerbempfindlich,• mit guten elektrischen Eigenschaften versehen.Quelle: Kern GmbH, Technische Kunststoffteile, D-56272 Großmaischeid, Deutschland.Arbeitsauftrag:a) Erläutere die unterschiedlichen Reaktionen mit Reaktionsgleichungen in den Beispielen 1und 2 ausführlich. Verwende die Vorlage 1 als Hilfe. Gib als Strukturformel des Polymersstets einen aussagefähigen Ausschnitt an.b) Skizziere und erläutere am Beispiel1 die verschiedenen Konfigurationen eines Polymers.Welche Einfluss können sie auf die Eigenschaften möglicher Kunststoffe haben?c) Die Vorlage 2 zeigt einen Strukturausschnitt eines Copolymers. Erläutere aus welchenMonomeren der Kunststoff entstanden sein könnte und welche Herstellungsart dabeizugrunde gelegt worden ist.d) Der Kunststoff aus Vorlage 2 soll im Vergleich zu Polystyrol gut geeignet für dieVerwendung in der Kälte sein. Nimm Stellung zu dieser Aussage.Viel Erfolg!