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Wichtige Polymere des Alltags 11:03 min

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Transkript Wichtige Polymere des Alltags

Hallo miteinander. Auf einem Haushaltsgegenstand habe ich etwas Interessantes entdeckt. Offensichtlich soll er für die Nahrungsmittelzubereitung verwendet werden. In Italien hergestellt, auch gut. Das hier ist das Recycling Zeichen. Und hier steht PP, das ist für den Chemiker interessant. Wobei handelt es sich nun bei unserem Haushaltsgegenstand? Ich möchte euch darüber nicht im Unklaren lassen und werde ihn nun vergrößern. Es ist eine hübsche, nützliche Schüssel aus einem Kunststoff. Also, somit guten Tag und herzlich willkommen! In diesem Video geht es um wichtige Polymere, für die Jahrgangsstufe 10. Das Video gehört zur Reihe Kunststoffe. Als Vorkenntnisse solltet ihr Chemie bis Erdöl, Erdgas, Benzin und Alkane, gelernt haben. In dem Video möchte ich euch eine kleine Übersicht, über wichtige Polymere und ihre Verwendung als Kunststoffe geben. Der Film besteht aus 8 Abschnitten und einem Nachtrag, der ist mir beim Drehen des Filmes noch eingefallen. 1. Kennzeichnung von Polymeren 2. Alkanähnliche Polymere 3. Polystyrol 4. Polymere mit Doppelbindungen 5. Polymere mit Esterbindungen 6. Polymere, die Stickstoff enthalten 7. Siliciumhaltige Polymere 8. Mischpolymere und zusätzlich noch ein Nachtrag.   1. Kennzeichnung von Polymeren Zur Kennzeichnung von Polymeren bedient man sich des Recyclingcodes. Wir haben ihn bereits auf der Plasteschüssel gesehen. Bei diesem Recyclingcode heißt PE Polyethylen. HD heißt nicht etwa Hochdruck, sondern High Density. Das bedeutet hohe Dichte. Bei einem Recyclingcode zwischen 01-07 wissen wir, dass es sich um Kunststoffe handelt. Ich möchte einige wichtige Abkürzungen für Kunststoffe notieren. PVC, wohl am bekanntesten, heißt Polyvinylchlorid. PP hatten wir bereits, das heißt Polypropylen. PS bedeutet Polystyrol. Wenn ihr ein O findet, so dürft ihr nicht staunen. Das heißt einfach other, also andere Kunststoffe.

Das könnten sein, Acrylglas, Nylon, ABS oder Fiberglas. SAN heißt, es handelt sich um ein Mischpolymer, das aus Styrol und Acrylnitril besteht. Und damit soll es genug sein. Stürzen wir uns nun in die Beispiele.   2. Alkanähnliche Polymere Beginnen wir mit PE=Polyethylen. Ein Stückchen Polyethylen sieht so aus. Was ist das? Na klar, eine lange, lange Alkankette. Wir haben es hier sozusagen mit einem riesen großen Superalkan zu tun. Viele Dinge kann man aus Polyethylen herstellen. Mir ist beim letzten Besuch im Supermarkt aufgefallen, dass viele Griffe von Haushaltsgegenständen daraus gefertigt werden. Und was kann man noch daraus herstellen? Na sicher, Folien wie Tragetaschen oder diesen kleinen Beutel. PP, das hatten wir bereits, das heißt Polypropylen. Wie sieht es aus? Schaut euch einmal dieses Makromolekül an und stellt fest, welche Unterschiede es im Vergleich zum Polyethylen gibt. Na klar, wenn Polyethylen ein Superalkan ist, so ist das hier ein verzweigtes Superalkan. Bei meiner Suche nach Kunststoffen war ich erstaunt, wie viele Haushaltsgegenstände aus Polypropylen gefertigt sind. Das hängt wahrscheinlich damit zusammen, dass Polypropylen etwas fester ist als Polyethylen. PIB, Polyisobutylen, schaut euch auch diesmal seine Struktur an. Es handelt sich um ein riesengroßes Alkanmolekül. Im Vergleich zum Polypropylen ist es aber ein noch stärker verzweigtes Superalkan. Die populärste Anwendung dieses Kunststoffes möchte ich euch nicht vorenthalten. Ja richtig, Kaugummi wird daraus hergestellt.   3. Polystyrol Polystyrol, das hatten wir bereits, hat das Abkürzungszeichen PS. Polystyrol kann man durchsichtig fertigen. Es ist ein Thermoplast, der jedoch relativ spröde ist. Dieser Haushaltsmessbecher wurde aus Polystyrol hergestellt.   4. Polymere mit Doppelbindungen Ein Beispiel möchte ich euch für diese Polymere vorstellen. Die Abkürzung ist BR (Butadiene Rubber), der Kunststoff wird auch Polybutadien genannt. Schaut euch einmal die Struktur des Polymers an. Es ist eine riesen langeKette, die aber, im Unterschied zum Polyethylen, Doppelbindungen hat. Es ist also sozusagen ein Superalken. Wer die Alkene noch nicht hatte, nimmt das einfach Mal so zur Kenntnis. Es handelt sich um ein ganz wichtiges Polymer, es ist nämlich synthetischer Gummi. Der Gummiball und auch diese Autoreifen wurden aus Polybutadien gefertigt.   5. Polymere mit Esterbindungen Diese Kunststoffe bezeichnet man auch als Polyester, sie enthalten nämlich die Esterbindungen. Ein spezieller Vertreter der Polyester ist das PET. Mitunter findet ihr das Zeichen PET auf den Getränkeflaschen. Denn die meisten Getränkeflachen aus Plast, die durchsichtig sind, sind aus Polyester gefertigt. Also PET. Und nicht zu vergessen, hübsche Damen- und Kinderbekleidung wird aus Polyester hergestellt.   6. Polymere, die Stickstoff enthalten PA bedeutet Polyamide oder Polyamid. Polyamide enthalten die Amidbindung, die man in der Biologie auch als Peptidbindung antrifft. Haushaltsgeräte, wie z. B. der Bratenwender und die Salatkelle oder auch Bekleidung, werden aus Polyamiden hergestellt. MF, das heißt Melamin-Formhaldehyd-Harz. Manchmal hört man auch nur einfach Melaminharz. Auf Kunststoffgegenständen habe ich aber auch schon oft die Kennzeichnung Melamin gefunden. Diese Schöpfkelle und mit höchster Wahrscheinlichkeit auch dieser Zahnputzbecher, sind aus Melaminharz gefertigt. PAN, Polyacrylnitril, schauen wir uns einmal seine Struktur an. Wir haben auch hier die Grundstruktur des Superalkans. An jedem 2. Kohlenstoffatom finden wir ein Nitril. Es handelt sich somit um ein substituiertes Superalkan. Aus Polyacrylnitril wird Kunstwolle, die in vielen Textilien Anwendung findet, hergestellt.   7. Siliciumhaltige Polymere Findet ihr die Abkürzung SI, so handelt es sich um Silikone, aber auch Silikonkautschuk ist richtig. Mitunter hört man auch Silikongummi. Ich habe bei uns im Supermarkt diesen Küchenpinsel gefunden und auch diese Backform wurde aus Silikon gefertigt. Die sieht so fest aus? Naja, dann zeige ich euch das Mal. Es handelt sich wirklich um ein Elastomer.   8. Mischpolymere, man bezeichnet sie auch als Copolymere Das Mischpolymer aus PP und PE ist ein Elastomer. Die Gummis und auch die Luftballons wurden aus PP/PE hergestellt. Und SAN, erinnert euch, Styrol-Acrylnitril-Polymer. Dieser Kunststoff ist offensichtlich nicht so spröde wie Styrol. Dieser Messbecher wurde aus ihm hergestellt.   Und schließlich noch ein kleiner Nachtrag. PVC sollten wir nennen, ein ganz wichtiges Polymer. Es handelt sich um Polyvinylchlorid. So sieht seine Struktur aus. An jedem 2. Kohlenstoffatom sitzt ein Chloridatom. PVC ist sehr populär, hat aber den Nachteil, dass es Chlorwasserstoff entwickelt. Außerdem ist der enthaltene Weichmacher schädlich. Für Spielzeug, also kein geeignetes Material. Die Rohre, der Vorhang und auch der Schlauch wurden aus PVC hergestellt. Und zum Abschluss PTFE, Polytetrafluorethylen. So sieht dieses Molekül aus. Es enthält an der Kohlenstoffkette nur noch Fluoratome. PTFE ist das stabilste aller Polymere. Es brennt nicht und reagiert nicht mit Chemikalien. Für viele Zwecke, Geräte und Apparaturen wird PTFE verwendet. Als Beispiele möchte ich das Band, die Scheiben und die Beschichtung der Pfanne nennen. Hier kennt ihr es unter dem Namen Teflon.

Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit. Ich wünsche euch alles Gute, Tschüss.

3 Kommentare
  1. wäre super wenn es genehmigt wird. Das Niveau wäre für FHS/Werkstoffkunde
    Danke Schön schon mal im vorweg

    Von Jonnylein, vor mehr als 7 Jahren
  2. Hallo,

    es gibt kein Video. Ich könnte es vielleicht drehen, wenn es genehmigt wird. Instruktiv wäre für mich noch das Niveau (Gymnasium, FHS, HS).

    Gruß aus Berlin

    André

    Von André Otto, vor mehr als 7 Jahren
  3. Guten Tag,
    ich bin auf der Suche nach einem Video zur Silikon-, Glas- und. Keramikherstung und deren chemischen Eigenschaften und Unterschiede. Leider habe ich kein Video zu dem Thema gefunden.
    Sollte es kein Video geben, würde ich mich sehr über eins freuen.
    Vielen Dank
    Jonas

    Von Jonnylein, vor mehr als 7 Jahren

Wichtige Polymere des Alltags Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Wichtige Polymere des Alltags kannst du es wiederholen und üben.

  • Erkenne das Polymer, welches sich hinter folgenden Abkürzungen verbirgt.

    Tipps

    Die Buchstaben der Abkürzung findest du immer im Namen des Kunststoffs wieder.

    PET wird oft für Flaschen verwendet. Handelt es sich dabei um Polyethylen oder Polyester?

    Lösung

    Chemische und natürliche Polymere kommen in unserem Alltag vermehrt vor. So ist PVC in Bodenbelägen zu finden, Polypropylen wird in der Fahrzeugindustrie verwendet und Polystyrol wird in der Lebensmittelindustrie geschätzt, und es wird geschäumt als Dämmstoff genutzt. Die Abkürzungen sind unter anderem für die Recyclingkennzeichnung nützlich.

  • Benenne die gezeigten Polymere.

    Tipps

    Die Silbe Poly- im Namen verrät dir, dass es ein Polymer ist. Der Stamm des Names verrät dir, welches Monomer enthalten ist.

    Lösung

    Polymere bestehen aus mehreren identischen Molekülen, den Monomeren.

    Polyester bestehen so zum Beispiel aus Carbonsäuren und Alkoholen, die über eine Esterbindung zu einem großen Polymer reagiert haben. Die Esterfunktionen im Polymer lassen sich an ihrer Hauptkette erkennen. Zwar kommen auch in der Natur Polyester vor, doch heute versteht man unter Polyester eher eine große Familie synthetischer Polymere, also Kunststoffe.

    Polyethylen ist ein, durch radikalische Polymerisation hergestellter, thermoplastischer Kunststoff. Er ist aus Ethen entstanden und besteht daher nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen.

    Polyvinylchlorid wird durch radikalische oder ionische Polymerisation aus dem Monomer Vinylchlorid erzeugt. Es lässt sich am Chloratom im Monomer erkennen.

    Polyacrylnitril wird meist mittels radikalischer Polymerisation hergestellt. Dieses Polymer ist ein stickstoffhaltiges Polymer.

  • Entscheide, aus welchem Kunststoff die Gegenstände gefertigt sind.

    Tipps

    PP ist ein stabiler, strapazierfähiger Kunststoff, der uns oft im Alltag begegnet.

    Lösung

    Polyvinychlorid wird meistens als Grundstoff für Fensterprofile, Rohre, Schläuche, Fußbodenbeläge und Dachbahnen im Bausektor eingesetzt. Rohre setzen sich aufgrund der glatten Innenfläche weniger zu, Fensterprofile sind pflegeleicht, wartungsarm und witterungsbeständig.

    Polypropylen wird auf viele Arten verarbeitet, z.B. durch Spritzgießen, Extrudieren, Blasformen, Warmumformen, Schweißen, Tiefziehen und für die spanende Verarbeitung. Außerdem kann aus ihm Schaumstoff hergestellt werden.

    Polyisobutyl, die Abkürzung ist PIB, wird unter anderem als Dichtungsmasse, Wachsbeimischung, zum Kaschieren und Beschichten, als Pflasterkleber und Sprühpflaster angewendet. Seine populärste Anwendung findet es aber wohl als Kaugummi.

  • Beschreibe die Synthese von Silikonen.

    Tipps

    Silikone sind Hybride und haben Eigenschaften sowohl aus anorganischen als auch aus organischen Verbindungen.

    Lösung

    Silikone ist eine Bezeichnung für eine Gruppe synthetischer Polymere, die systematisch Polyorganosiloxane genannt werden. Sie besitzen eine für Siloxan typische $Si-O-Si-$ Verknüpfung. Die Polymere können kettenförmig oder netzartig verknüpft sein. Je nach Anzahl der OH-Gruppen erfolgt also eine eindimensionale oder zweidimensionale Verknüpfung. Neben den OH-Gruppen befinden sich auch organische Substituenten wie z.B. $CH_3-$ am Silicium. Je nach Art der organischen Reste und Anzahl der OH-Gruppen entstehen Silikone mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften. In Silikonölen ist die Vernetzung z.B. kettenförmig.

    Silikonkautschuke werden über zusätzliche Vulkanisation erhalten.

  • Beschreibe die Synthese von PET durch Polykondensationsreaktion.

    Tipps

    Es handelt sich um eine Polykondensation.

    Die Ausgangsstoffe sind ein Alkohol und eine Carbonsäure.

    Lösung

    PET ist die Abkürzung für Polyethylenterephtalat, ein Polymer, das zur Gruppe der Polyester zählt. Die Ausgangsprodukte werden meist aus Erdöl oder Erdgas gewonnen. Zur Herstellung von PET werden diese Stoffe zu langen Kettenmolekülen verbunden. Dabei reagieren die Ausgangsmoleküle, die ausschließlich aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff bestehen, durch so genannte Esterbildung miteinander. Daher stammt auch der Name: „Poly“ (viele) und „ester“ (für die Art der Stoffklasse). Am Ende der Polykondensation erhält man eine zähflüssige Schmelze, die, in dünne Fäden gepresst, abgekühlt und zu Granulat geschnitten wird.

    PET ist unter Hitze formbar und kann in nahezu jede beliebige Form gebracht werden. Aus kleinen PET-Preforms werden die großen Flaschen geblasen. Das geschieht meist direkt beim Getränkeabfüller. Da die Preforms so klein und handlich sind, können sie leichter transportiert werden.

  • Erkläre, worum es sich bei Thermoplasten handelt.

    Tipps

    Überlege dir, welche Eigenschaften bei Kunststoffen im Vordergrund stehen.

    Lösung

    Thermoplaste sind Kunststoffe, die sich in einem bestimmten Temperaturbereich verformen lassen. Dieser Vorgang ist reversibel, das heißt, er kann durch Abkühlung und Wiedererwärmung bis in den schmelzflüssigen Zustand beliebig oft wiederholt werden, solange nicht durch Überhitzung die sogenannte thermische Zersetzung des Materials einsetzt.

    Darin unterscheiden sich Thermoplaste von den Duroplasten und Elastomeren. Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal ist die Schweißbarkeit von Thermoplasten.

    Viele der Kunststoffe aus unserem Alltag sind Thermoplaste. Polyvinylchlorid, Polystyrol und Polyethylenterephthalat gehören dazu.