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Kunststoff - Referat
Unterschiedliche Kunststoffe und ihre Eigenschaften
Thermoplaste
Thermoplaste sind kettenförmige Makromoleküle, die beim Erwärmen schmelzen, da die Ketten bei Belastung aneinander vorbei gleiten.
Es gibt viele verschiedene Thermoplaste (Polyacetate, Polycarbonate, Polypropylen, Polystyrol). Ein sehr häufig hergestellter Thermoplast ist Polyethylen. Die Herstellung durch Polymerisation ist umweltfreundlich. Da Polyethylen ungiftig ist, geruchlos und geschmacksneutral ist, wird es als Verpackung von Lebensmittel benutzt.
Ein ebenfalls gut bekannter Thermoplast ist Polyvinylchlorid (PVC). Es wird z.B. für die Herstellung von Fußbodenbelägen und Rohren verwendet. Die Verbrennung von PVC ist hochgiftig, da Stoffen wie Chlorwasserstoff entstehen. Außerdem wurden Ausgangsstoffe zur Herstellung von PVC wie Vinylchlorid als bedenklich eingestuft.
Strukturformel von
Polyethylen
Elastomere
Die Elastomere (griech.: elastos, dehnbar; meros, Teil) enthalten Kettenmoleküle, die elastisch sind wie Gummi. Die langen Kettenmoleküle bilden Netzwerke, die nach Druck
oder Zug wieder in die ursprüngliche Form zurückkehren.
Durch die netzartige Verknüpfung sind die Elastomere nicht schmelzbar, sondern zersetzen
sich oberhalb einer bestimmten Temperatur.
 Elastomere lassen sich beim Erwärmen nur schwach verformen.
 Sie bestehen aus vernetzen, elastischen Kettenmolekülen.
 Verwendungsbeispiele
• Matratzen
• Schaumgummi aller Art
• Dichtungen
• Turnmatten
• Sicherung von Skipisten
Duroplaste
Duroplaste, auch Duromere genannt, sind Kunststoffe die nach dem aushärten nicht mehr verformt werden können. Sie können auch nicht durch erhitzen, wie Thermoplaste, verformt werden, denn sie zersetzen sich dabei. Dies ist dadurch zu erklären, dass die Zersetzungstemperatur niedriger als die Schmelztemperatur ist. Die Duroplaste ist in sich vernetzt dadurch kann man sie auch nicht durch druck oder ähnliches verformen, denn dadurch berchen sie denn sie sind spröde.
Herstellung von Kunststoffen
Herstellung: Bei der Herstellung von Kunststoffen werden einzelne kleine Moleküle eines Stoffes, die sogenannten Monomere (von griech. monos = einzeln und
meros = Teilchen), zu langen Kettenmoleküle gebildet. Diese bezeichnet man als Polymere (griech. polys = viel).
-Polymerisation: Bei diesem Herstellungsverfahren entstehen durch eine stufenlose Reaktion langkettige Polymere ohne eine Abspaltung von Nebenprodukten.
-Polykondensation: Bei diesem Verfahren entsteht durch eine mehrstufige Reaktion Langkettige Polymere mit einer Abspaltung von Nebenprodukten wie z.B. Wasser oder Alkohol. Vorraussetzung von diesem Verfahren sind bifunktionale Monomere. Diese sind Moleküle mit zwei funktionalen Gruppen.
Dichte und Festigkeit
Die Dichte der meisten Kunststoffe liegt zwischen 800 und 2200 kg/m3. Sie sind damit erheblich leichter als Metalle oder keramische Werkstoffe.
In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften sind Kunststoffe anderen Werkstoffklassen häufig unterlegen. Ihre Festigkeit und Steifigkeit erreicht meist nicht die von Metallen oder Keramiken.
Obwohl die Festigkeiten vergleichsweise niedrig sind, brechen Kunststoffteile weniger leicht als beispielsweise Glas. Sie weisen zumeist eine gute Zähigkeit auf. Deshalb werden Gebrauchsgegenstände für Kinder und Spielzeug vielfach aus Kunststoff gefertigt.
Chemische Beständigkeit
Viele Kunststoffe sind im Gegensatz zu Metallen aufgrund ihrer organischen Natur beständig gegenüber anorganischen Medien. Dies schließt Mineralsäuren, Laugen, sowie wässrige Salzlösungen ein. Daher bevorzugt man Werkstoffe aus Kunststoff zur Herstellung von pflegeleichten Haus- und Elektrogeräten, Fahrzeugausstattungen, Spielzeugen usw.
Im Gegensatz zu Metallen reagieren sie allerdings empfindlich auf organische Lösungsmittel, wie Alkohole, Aceton, Benzin. Dennoch gelang es auch auf diesem Gebiet, beständige Kunststoffe zu entwickeln. Ein Beispiel ist der Kraftstofftank aus Polyethylen in modernen Personenkraftwagen.
Kunststoffrecycling
Thermische Verwertung
Bei der Thermischen Verwertung werden die Kunststoffabfälle komplett verbrannt.
Vorteile: - Energiegewinnung durch Verbrennung
- die Abfallmenge wird deutlich verringert (1/10 der ursprünglichen Menge)
Nachteile: - Umweltprobleme, da z.B. bei der Verbrennung von PVC große Mengen Chlorwasserstoff entstehen. Diese bilden mit Luftfeuchtigkeit Salzsäure.
- durch die Zusatzstoffe (Farbstoffe, Weichmacher, Stabilisatoren) entstehen bei
der Verbrennung Schadstoffe und diese müssen aus den Rauchgasen entfernt und als Sondermüll gelagert werden.
Werkstoffliche Verwertung
Bei der werkstofflichen Verwertung werden die Kunststoffgemische aufgeschmolzen und zu
grauschwarzen Produkten gepresst (z.B.: Schallschluckmauern, Parkbänke)
Rohstoffliche Verwertung
Bei der rohstofflichen Verwertung werden die Kunststoffabfälle mit Hilfe von Wärme ihre Ausgangsprodukte zerlegt, die dann zur Herstellung neuer Kunststoffe verwendet werden können.
Dieses Referat wurde eingesandt vom User: FrOstmourne
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