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Kunststoffe und Naturstoffe

Zehn Grundaufgaben von der Kunststoffklasse bis zur glykosidischen Bindung — wer sie sicher löst, hat die ersten Punkte der Klausur schon.

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Aufgabenblock — AFB I

Zehn Standardaufgaben zum Reproduzieren quer durch Kunststoffe und Naturstoffe: Klassen, Mechanismen, Kenngrößen und Bindungen. Das sind die sicheren Punkte in jeder Klausur.

A1
Drei Klassen im Steckbrief
AFB I

Nennen Sie für Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste jeweils die Verknüpfung der Ketten und das Verhalten beim Erwärmen.

Entscheidend: Ob und wie eng die Ketten über Atombindungen vernetzt sind.
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Thermoplast: unvernetzte, lineare oder wenig verzweigte Ketten, nur zwischenmolekulare Kräfte → wird weich, schmilzt. Elastomer: weitmaschig vernetzt → gummielastisch, schmilzt nicht, zersetzt sich bei hoher Temperatur. Duroplast: engmaschig vernetzt → bleibt hart, zersetzt sich statt zu schmelzen.
A2
Polymerisationsgrad von Polypropen
AFB I

Eine Polypropen-Probe hat die mittlere molare Masse \(M = 210\,000\,\text{g/mol}\). Berechnen Sie den mittleren Polymerisationsgrad \(n\) (ganze Zahl).

Formel: \(n = M(\text{Polymer}) : M(\text{Wiederholeinheit})\); die Wiederholeinheit \(\ce{-[CH2-CH(CH3)]\bond{-}}\) hat die Summenformel C₃H₆.
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\(M(\ce{C3H6}) = 42\,\text{g/mol}\); \(n = 210\,000 : 42\) = 5000 — ein Mittelwert, denn die Ketten sind unterschiedlich lang.
A3
Ein amorpher Thermoplast wird erwärmt
AFB I

Beschreiben Sie, was auf Teilchenebene bei \(T_\text{g}\), \(T_\text{f}\) und \(T_\text{z}\) mit den Ketten eines amorphen Thermoplasts geschieht.

Reihenfolge: hart → thermoelastisch → Schmelze → Zersetzung.
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Unter \(T_\text{g}\) sind die Kettensegmente eingefroren (hart, spröde). Ab \(T_\text{g}\) werden Kettensegmente beweglich (thermoelastisch). Ab \(T_\text{f}\) gleiten ganze Ketten aneinander vorbei (Schmelze). Ab \(T_\text{z}\) brechen Atombindungen in den Ketten (Zersetzung).