Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Angewandte Chemie

Modulteil: Polymere Werkstoffe
Dozent: Prof. Dr. Gerhard Schulz Modul Nr: ACB17 Semester: 4
Lehrform: Vorlesung Wochenstunden (SWS): 2 LP (nach ECTS): 2
Lernziele
Vorlesungsinhalte
Die Vorlesung konzentriert sich auf Polymere, die im industriellen
Maßstab als Kunststoffe, Fasern und Klebstoffe zur Anwendung
kommen. Dabei ist es das Ziel den Studierenden grundlegende
Kenntnisse zu den physikalischen, chemischen und technischen
Aspekten der Polymerherstellung, Eigenschaften und
Polymeranwendung zu vermitteln.
Einführung
Die wirtschaftliche Bedeutung der Kunststoffe, Wachstumsmarkt
Polymere, zukünftige Entwicklungsperspektiven, Marktanteile,
Arbeitsmarktsituation für Polymerchemiker, Literatur und
Datenbanken.
Grundlagen Polymere
Dieses Kapitel vermittelt grundlegende Kenntnisse in Terminologie
und Einteilung der Kunststoffe, die Bedeutung von Molekulargewicht,
intermolekulare Wechselwirkungen und übermolekularen
Strukturen für die thermischen und mechanischen Eigenschaften der
Polymere. Als Methode zur Erfassung der mechanischen
Eigenschaften wird die Zugprüfung exemplarisch vorgestellt und die
Kraft-Dehnungsdiagramme typischer Polymere diskutiert. Die
chemischen Eigenschaften der Kunststoffe im Blick auf ihre
Einsatzgrenzen werden an den Beispielen chemische Beständigkeit,
Brennbarkeit, Wetterechtheiten besprochen. Abschließend wird auf
die Basisprinzipien der Einfärbung von Kunststoffen eingegangen.
Natürliche Polymere
Biosynthese der Glucose als Modell für eine nachhaltige
Monomerherstellung. Die Bedeutung der Acetalbindung.
Stereochemie und kristallinen Strukturen für den strukturellen
Aufbau von Cellulose und Stärke. Chemische Reaktionen zur
Modifizierung von Cellulose und Stärke als Beispiel zur Nutzung
nachwachsender Rohstoffe.
Wolle und Seide als Beispiel für Skleroproteine. Aminosäuren,
Amidbindung, Struktur von α and β-Keratine. Intermolekulare
Wechselwirkungen in der α-Helix.
Synthetische Polymere
Chemie und industrielle Herstellung von Polymeren, Eigenschaften
und Anwendung der wichtigsten synthetischen Polymere insbesondere
der Polyamide, Polyester, Polyurethane, Vinylpolymere. Bei
den Duroplasten wird zuerst das Prinzip der Aushärtungsreaktion
allgemein erläutert, und dann die Chemie der Aushärtungsreaktion
bei den einzelnen Duroplasten besprochen.
Status Pflichtvorlesung für alle Studierenden.
Sprache Englisch
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