Eigenschaften von Kunststoffen
Entdecke die Eigenschaften von Kunststoffen, die sie zum perfekten Material für unzählige Anwendungen machen. Von geringen Wärmeleitfähigkeiten bis hin zur elektrischen Isolierung – Kunststoffe bieten viele Vorteile. Willst du mehr wissen? Lies weiter!
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Grundlagen zum Thema Eigenschaften von Kunststoffen
Was sind Kunststoffe?
Kunststoffe und ihre Eigenschaften
Kunststoffe sind künstliche Polymere.
Polymere sind langkettige organische Moleküle, die durch Polymerisation aus vielen, sich wiederholenden, kleineren Bausteinen, den Monomeren, gebildet werden.
Die Vorsilbe poly kommt aus dem Griechischen und bedeutet viel.
Kunststoffe sind aufgrund ihrer Eigenschaften vielseitig einsetzbar.
Im Vergleich zu anderen Werkstoffen sind Kunststoffe
- leichter als Metalle,
- weniger zugfest als Holz,
- verformbar, also plastisch, und
- elektrisch isolierend.
Wegen dieser Eigenschaften werden Kunststoffe zu Textilien, Gefäßen, Verpackungsmaterialien, Gehäusen von verschiedensten Elektrogeräten, Spielzeug, Sportartikeln und vielem mehr verarbeitet.
Im Alltag hört man manchmal den Begriff Plastik anstelle von Kunststoff. Plastik kommt aus dem Griechischen plassein und bedeutet formen.
Des Weiteren haben Kunststoffe eine geringe Wärmeleitfähigkeit und werden daher zum Beispiel als Materialien für die Wärmedämmung verwendet.
Kunststoffe haben keinen eindeutigen Schmelzpunkt. Ihre Schmelztemperatur erstreckt sich über einen Temperaturbereich, da die langen Ketten der Polymere unterschiedliche Polymerisationsgrade aufweisen und sich daher wie ein Stoffgemisch verhalten.
Der Polymerisationsgrad gibt die Anzahl der Monomereinheiten pro Polymerkette an.
Wichtige Kunststoffe kannst du in der unten stehenden Tabelle entnehmen.
| Kurzzeichen | Chemische Bezeichnung | Verwendung |
|---|---|---|
| PE | Polyethylen | Folien, Isolationsmaterial, Verpackungen |
| PET | Polyethylenterephthalat | Verpackungen, Textilien, Folien |
| PP | Polypropylen | Textilien, Verpackungen, Gehäuse für Elektrogeräte |
| PVC | Polyvinylchlorid | Bodenbelag, Gehäuse für Elektrogeräte |
| PS | Polystyrol | Styropor, Wärmedämmstoff, Verpackungen |
| PMMA | Polymethylmethacrylat | (Plexi-)Glas, Lichtreflektoren |
| PA | Polyamid | Textilien (z. B. Nylon), Schnüre |
| PLA | Polylactid | Verpackung, 3-D-Druck, Textilien |
Kunststoffe klassifizieren
Kunststoffe lassen sich in drei verschiedene Gruppen klassifizieren, die Duroplaste, die Thermoplaste und die Elastomere.
Duroplaste, Thermoplaste und Elastomere weisen alle oben genannten Eigenschaften auf, da alle drei Typen organische, langkettige Polymere sind. Sie unterscheiden sich jedoch in der Ausprägung der thermischen und mechanischen Eigenschaften.
Die unterschiedlichen Ausprägungen der thermischen und mechanischen Eigenschaften kann man auf die unterschiedlichen Strukturen auf molekularer Ebene zurückführen.
Die drei Kunststofftypen unterscheiden sich nämlich in ihrem Vernetzungsgrad.
Der Vernetzungsgrad gibt den Anteil an vernetzten Stellen im Polymer an.
Die Vernetzungsstellen entstehen durch kovalente Bindungen.
Duroplaste
Duroplaste weisen einen hohen Vernetzungsgrad auf. Die Polymerketten sind stark vernetzt durch die vielen Vernetzungsstellen.
Durch den hohen Vernetzungsgrad besitzen diese Kunststoffe eine hohe Beständigkeit gegenüber Temperaturen und mechanischen Einwirkungen. Vielleicht sind dir schon mal die gummiartigen Spitzen von Küchenzangen aufgefallen. Diese Spitzen bestehen aus Kunststoffen, meist Silikonen. Silikon ist ein Polymer, das im Gerüst Siliciumatome enthält. Küchenzangen sind so temperaturbeständig, dass du sie beim Braten zum Wenden und Herausnehmen der heißen Lebensmittel verwenden kannst.
Duroplaste können nur während der Herstellung aus den Reaktanten verformt oder in Form gegossen werden. Nach der Aushärtung sind Duroplaste fest und nicht mehr verformbar.
Die Vorsilbe duro- kommt aus dem Lateinischen und bedeutet hart, fest.
Duroplaste sind nach der Aushärtung auch nicht mehr schmelzbar. Sie fangen ab ihrer Zersetzungstemperatur an, zu zerfallen.
Duroplaste haben keine Schmelztemperatur, sondern eine Zersetzungstemperatur.
Duroplaste können nach der Aushärtung teilweise mechanisch bearbeitet werden. Sie können nicht mehr in Form gezogen oder gedrückt, aber noch gesägt werden. Duroplaste sind nämlich spröde.
Elastomere
Elastomere haben einen mittleren Vernetzungsgrad. Die Polymerketten sind weniger stark vernetzt als bei den Duroplasten.
Materialien aus Elastomeren sind, wie der Name schon sagt, elastisch, also verformbar.
Die Vorsilbe elasto- kommt aus dem Griechischen und bedeutet dehnbar.
Elastomere können durch Ziehen und Drücken verformt werden, springen allerdings beim Loslassen wieder in ihre ursprüngliche Form zurück. Daher werden Elastomere für Reifen, Gummibänder und Bälle eingesetzt.
Wie Duroplaste sind Elastomere auch nicht mehr schmelzbar. Sie besitzen ebenfalls eine Zersetzungstemperatur.
Bei sehr niedrigen Temperaturen allerdings werden Elastomere auch spröde und verhalten sich wie Duroplaste.
Um elastische Kunststoffe zu erhalten, die aber auch schmelzbar sind, werden Kunststoffe mit elastischen und thermoplastischen Eigenschaften in der Herstellung vermischt. So entstehen thermoelastische Elastomere, die sowohl die Eigenschaften eines Elastomers als auch die Eigenschaften eines Thermoplasten besitzen.
Thermoelastische Elastomere sind weniger vernetzt als die üblichen Elastomere. Sie haben also einen noch niedrigeren Vernetzungsgrad.
Thermoplaste
Thermoplaste haben keine Vernetzungsstellen und besitzen somit den niedrigsten Vernetzungsgrad. Die langen Polymerketten sind nicht kovalent miteinander verbunden, sondern ziehen sich nur durch Van-der-Waals-Kräfte an.
Thermoplaste sind daher bei höheren Temperaturen verformbar.
Die Vorsilbe thermo- kommt aus dem Griechischen und bedeutet warm, heiß.
Die Verformbarkeit eines Thermoplasten ist von Temperatur zu Temperatur verschieden.
Schon bei leichter Erwärmung wird der Thermoplast verformbar, allerdings springt der Kunststoff bei Abkühlung wieder in die ursprüngliche Form zurück. In diesem Temperaturbereich ist der Thermoplast thermoelastisch und seine Eigenschaften sind mit thermoelastischen Elastomeren vergleichbar.
Erhöht man die Temperatur weiter, gerät der Thermoplast in einen Zustand, in dem er immer noch verformbar ist, aber bei Abkühlung nicht mehr in die ursprüngliche Form zurückgeht. In diesem Temperaturbereich verhält sich der Kunststoff thermoplastisch.
Bei noch höheren Temperaturen beginnt der Thermoplast, zu schmelzen.
Wird die Temperatur noch weiter erhöht, dann beginnt der Thermoplast, sich zu zersetzen wie Duroplaste und Elastomere.
Sind Kunststoffe unzerstörbar?
Kunststoffe sind unter anderem wegen ihrer Beständigkeit gegenüber Temperatureinflüssen und mechanischen Einwirkungen gern eingesetzte Werkstoffe. Sie sind aber nicht unbegrenzt beständig.
Kunststoffe können bei Kälte oder über die Zeit spröde und damit anfällig für Zerstörungen werden. Bei sehr hohen Temperaturen erreichen alle Kunststofftypen ihre Zersetzungstemperaturen.
Auch gegenüber einigen Chemikalien, vor allem Lösungsmitteln, sind Kunststoffe unbeständig.
Verhalten gegenüber Chemikalien
Kunststoffe sind porös, das heißt, dass sie kleine Öffnungen auf der Oberfläche besitzen. Durch diese kleinen Öffnungen können Chemikalien in die Kunststoffe eindringen.
Da Kunststoffe organische Moleküle sind, schaden ihnen vor allem organische Lösungsmittel wie Aceton, Methanol, Benzin und Chloroform. Wenn die Moleküle des Lösungsmittels in den Kunststoff gelangen, dann quellen die Kunststoffe auf und verlieren so ihre Eigenschaften. Säure wie konzentrierte Essigsäure, aber auch anorganische Säuren wie Salzsäure können Kunststoffe zersetzen.
Unbeständige Kunststoffe sind zum Beispiel Polyamid, Polystyrol und PMMA.
| Kunststoff | Unbeständig in … |
|---|---|
| Polyamid | Essigsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure |
| Polystyrol | Aceton, Benzin, Chloralkane |
| PMMA | Aceton, Methanol, Chloralkane |
Kunststoffe und Recycling
Die Beständigkeit der Kunststoffe macht sie zu schwer recycelbaren Kunststoffen, aber wie schon erwähnt sind sie nicht unbegrenzt gegenüber äußeren Einflüssen beständig.
Ein Großteil der Kunststoffabfälle wird durch Recycling wiederverwertet. Es gibt drei Möglichkeiten des Recyclings.
Eine Möglichkeit des Recyclings ist das rohstoffliche Recycling. Hierbei wird der Kunststoff in seine Grundbestandteile, also Rohstoffe, aufgetrennt, sodass aus den Rohstoffen erneut Polymere erzeugt werden können. Allerdings sind die meisten Kunststoffe Stoffgemische aus verschiedenen Polymeren und weiteren Zusätzen wie Weichmacher oder Pigmente. Dadurch wird das rohstoffliche Recycling sehr stark erschwert. Deshalb macht das rohstoffliche Recycling nur einen geringen Anteil aus.
Eine weitere Möglichkeit ist das werkstoffliche Recycling, bei dem die Kunststoffe grob sortiert und für Werkstoffe meist mit geringerer Qualität wiederverwendet werden. Fast die Hälfte der Kunststoffe wird werkstofflich recycelt.
Die am häufigsten angewandte Variante des Recyclings ist das thermische Recycling, da hier die Sorte und der Typ des Kunststoffs keine Rolle spielt. Die Kunststoffe werden, ohne vorher sortiert werden zu müssen, verbrannt und die dabei gewonnene Wärmeenergie wird wiederverwertet. Zum Beispiel kann die gewonnene Wärmeenergie als Heizwärme verwendet oder in elektrische Energie umgewandelt werden. Der Nachteil des thermischen Recyclings ist die Erzeugung von Kohlenstoffdioxid $\ce{CO2}$ durch das Verbrennen der organischen Stoffe. Etwas mehr als die Hälfte der Kunststoffabfälle wird thermisch recycelt.
Viel geforscht wird an biologisch abbaubaren Kunststoffen. Das sind Kunststoffe, die durch Mikroorganismen wie spezielle Bakterien abgebaut und kompostiert werden können. Ein biologisch abbaubarer Kunststoff ist Polylactid, das aus der Milchsäure gewonnen wird.
Zusätze in Kunststoffen
Arten von Zusätzen
Die Eigenschaften von Kunststoffen können durch Zusätze noch etwas abgeändert und angepasst werden.
Zum Beispiel kann die Farbe durch den Zusatz von Farbstoffen verändert werden.
Einigen Kunststoffen werden aufgrund ihrer spröden Eigenschaften weich machende Chemikalien zugegeben, die die elastische Eigenschaft verbessern. Solche Zusätze heißen Weichmacher.
Stabilisatoren können die Beständigkeit von Kunststoffen gegenüber Wärme und Licht erhöhen.
Damit brennbare Kunststoffe nicht schnell entzündlich oder entflammbar sind, werden ihnen Flammschutzmittel zugesetzt.
Gesundheitsgefährdende Zusätze
Viele Zusätze in Kunststoffen sind gesundheitsgefährdend oder sogar extrem giftig. Zusätze sind vor allem gesundheitsgefährdend, da sie leicht flüchtig und nicht fest im Kunststoff gebunden sind. Nicht nur durch direkten Kontakt mit den Kunststoffen gelangen die frei werdenden Zusatzstoffe in den Körper. Die flüchtigen Moleküle der Zusatzstoffe gelangen in die Umwelt und können sich in der Atemluft verteilen. Der Körper nimmt sie dann nicht nur durch die Haut auf, sondern auch durch die Atemwege. Durch Verpackungsmaterialien gelangen sie auch in Nahrungsmittel und so in den menschlichen Körper.
Besonders gefährlich sind Zusatzstoffe, die ins Hormonsystem des Menschen eingreifen. Sie beeinflussen unter anderem den Stoffwechsel und die Entwicklung der Organe wie zum Beispiel das Gehirn. Zu solchen hormonell wirksamen Zusatzstoffen gehören die Weichmacher Bisphenol A und Phthalate.
Da vor allem Kinder noch in ihrer körperlichen Entwicklung sind und besonders empfindlich gegenüber solchen Zusatzstoffen reagieren, ist der Einsatz von Phthalaten in Babyartikeln, Spielzeugen und Tellern sowie Besteck für Kinder verboten. Der Einsatz von Bisphenol A in Babyflaschen ist ebenfalls verboten.
Des Weiteren sind die erlaubten Mengen durch europäische Verordnungen sehr stark begrenzt worden.
Zusammenfassung – Eigenschaften von Kunststoffen
- Kunststoffe sind künstliche Polymere mit vielseitigen Eigenschaften.
- Kunststoffe werden je nach Vernetzungsgrad der Polymere in Duroplaste, Elastomere und Thermoplaste unterteilt.
- Duroplaste haben einen hohen Vernetzungsgrad und sind daher nach der Aushärtung nicht mehr verformbar.
- Elastomere haben einen mittleren Vernetzungsgrad und sind elastisch. Sie sind verformbar, nehmen aber immer wieder ihre ursprüngliche Form ein.
- Thermoplaste haben den niedrigsten Vernetzungsgrad. Die langen Ketten ziehen sich nur durch zwischenmolekulare Kräfte an. Deshalb sind Thermoplaste verformbar und schmelzen bei höheren Temperaturen.
- Ab der Zersetzungstemperatur zersetzen sich alle Kunststoffe.
- Um die Eigenschaften von Kunststoffen anzupassen, werden Zusatzstoffe wie Weichmacher, Farbstoffe, Stabilisatoren und Flammschutzmittel eingesetzt.
- Viele Zusatzstoffe sind gesundheitsgefährdend. So ist der Einsatz von Weichmachern wie Phthalaten und Bisphenol A teilweise verboten oder ihre erlaubten Mengen in Kunststoffen sind sehr stark begrenzt.
Häufig gestellte Fragen zum Thema Eigenschaften von Kunststoffen
Transkript Eigenschaften von Kunststoffen
Guten Tag und herzlich willkommen! Dieses Video heißt: Eigenschaften von Kunststoffen für die Klassenstufe 10. Der Film gehört zur Reihe Kunststoffe. Für die notwendigen Vorkenntnisse solltest du den Abschluss der 8. Klasse erreicht haben. Mein Ziel ist es, dir einen Überblick über die Eigenschaften von Kunststoffen zu verschaffen. Das Video hab ich in sechs Abschnitte untergliedert:
1) Was sind Kunststoffe? 2) Kunststoffe, Holz und Metalle 3) Wirkung von Lösungsmitteln und Chemikalien 4) Verwendung 5) Recycling und biologischer Abbau 6) Zusammenfassung 1) Was sind Kunststoffe? Viele Gegenstände unseres täglichen Lebens bestehen aus Kunststoffen, z. B. mein Füller oder der rote Stift, mit dem ich Videos mache. Mein Fass mit grüner Tinte. Die Laminierfolie unter der Aufschrift "Kunststoffe". Die Verpackungsfolie, der Gewürzbehälter und die Zahnbürste. Kunststoffe nennt man auch umgangssprachlich Plaste, Plast oder Plastik. Es handelt sich dabei um künstliche Polymere. Diese bestehen aus vielen, kleinen Bausteinen, den Monomeren. Sie sind aus langen Ketten zusammengesetzt, die auch Abzweigungen haben können. Das hier dargestellte Bild ist nur ein kleiner Ausschnitt des Polymeren. Es handelt sich somit um große Moleküle mit immer wiederkehrenden Einheiten. Poly bedeutet viel, das große Molekül besteht aus vielen, kleinen Teilchen. Daher bezeichnet man es als Polymer. Und ein künstliches Polymer ist ein Kunststoff. 2) Kunststoffe, Holz und Metalle Wir wollen in diesem Abschnitt diese drei großen Gruppen der Werkstoffe miteinander vergleichen. Wie wir eingangs gesehen haben, sind Kunststoffe wertvolle Werkstoffe. In der Tabelle werden wir drei Zeilen untereinander anordnen: Kunststoffe, Holz und Metalle. An Eigenschaften werden wir vergleichen: die Dichte, die elektrische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit, die Verformbarkeit, die Zugfestigkeit, die Transparenz und die biologische Abbaubarkeit. Kunststoffe sind mit 0,8-2,2 g/cm³ Dichte relativ leichte Werkstoffe. Die Dichte von Holz ist mit 0,2-1,2 g/cm³ noch geringer. Metalle überstreichen einen großen Bereich von 0,5-10 g/cm³. Die meisten Dichten befinden sich jedoch im oberen Drittel. Sowohl Kunststoffe als auch Holz sind elektrische Nichtleiter. Metalle sind elektrische Leiter. Die Wärme wird von Kunststoffen und Holz schlecht geleitet. Metalle sind gute Wärmeleiter. Die meisten Kunststoffe sind gut verformbar. Auf Holz trifft das nicht zu. Die Metalle hingegen sind gut verformbar. Die Zugfestigkeit der Kunststoffe ist sehr gering. Bei Holz ist sie etwas besser. Bei Metallen ist die Zugfestigkeit relativ groß. Die meisten Kunststoffe sind transparent, das heißt durchscheinend. Diese Eigenschaft besitzt weder Holz noch die Metalle. Beim heutigen Stand der Technik ist die biologische Abbaubarkeit der Polymere nur gering. Holz kann viel besser abgebaut werden. Für Metalle stellt sich diese Frage nicht, da sie recycelt werden. 3) Wirkung von Lösungsmitteln und Chemikalien Stellen wir uns vor, wir haben ein Stückchen von einem Kunststoff. Dieses verfügt über verschiedene Öffnungen und Aushöhlungen. Dem Polymermolekül nähern sich Teilchen eines Lösungsmittels. Sie dringen nach und nach in die Aushöhlungen und Öffnungen ein. Dadurch wird das Polymerteilchen größer. Es wird durch die Lösungsmittelteilchen praktisch aufgepumpt. Dieser Vorgang der Vergrößerung des Volumens eines Kunststoffes durch Lösungsmittelteilchen bezeichnet man als Quellung. Im Unterschied zu Holz führt bei Kunststoffen kaltes Wasser nicht zur Quellung. Nehmen wir nun ein Stückchen Kunststoff. Auf dieses soll Salzsäure oder Natronlauge einwirken. Bei einigen wichtigen Kunststoffen kommt es dabei zur Zerstörung. Zerstört werden Polyamid und Plexiglas. Keine Zerstörung findet statt bei PVC und Polyethylen. 4) Verwendung Kunststoffe sind leicht, gut formbar und leicht färbbar. Daher werden aus ihnen viele Gebrauchsgegenstände gefertigt. So zum Beispiel Folien, Verpackungsmaterialien und Textilfasern. Aus Kunststoffe werden Bodenbeläge gefertigt, sie sind Bestandteile von Lacken, Klebstoffen und Kosmetika. In der Elektrotechnik werden Kunststoffe für Isolierungen, Leiterplatten und Gehäuse verwendet. Im Fahrzeugbau werden aus Kunststoffen Reifen, Autositze und Armaturenbretter gefertigt. Viele Haushaltsgegenstände sind vollständig oder anteilig aus Kunststoffen gefertigt: Trinkröhrchen, Messbecher, Kühlschrank und der Staubsauger. Ohne Kunststoffe wären Sport und Spiel undenkbar. Dieses Spielzeug besteht daraus, der Tennisball, der Tennisschläger, der Basketball, der Fußball und dieser Football-Helm. Das alles wird aus Kunststoffen gefertigt und noch viel, viel mehr..! 5) Recycling und biologischer Abbau Nach der Herstellung eines Kunststoffes wird aus ihm ein Gebrauchsgegenstand gefertigt. Eines Tages geht dieser entzwei. Wir sind umweltbewusst und tragen ihn nicht einfach in den Wald. Aber wie entsorgen? Da gibt es zwei Möglichkeiten. Zum einen das Recycling. Durch eine chemische Reaktion kann hier den Rohstoff wieder gewinnen. Das ist eine Verbindung, die dem Benzin sehr ähnlich ist. Im nächsten Schritt wird daraus wieder ein Kunststoff gewonnen. Das zweite Verfahren geht über den Werkstoff. Der Kunststoff wird zerkleinert und ein neuer Kunststoff daraus gewonnen. Und schließlich gehört zum Recycling auch die thermische Verwertung, das heisst die Verbrennung des Kunststoffes. Die zweite Möglichkeit der Entsorgung besteht im biologischen Abbau. Der Abbau des Kunststoffes erfolgt durch Kompostieren. Mikroorganismen zersetzen ihn. Im Jahre 2007 konnten 300.000 Tonnen kompostierbarer Kunststoff verwertet werden. Im Vergleich dazu gab es gewaltige 240 Millionen Tonnen Standard-Kunststoff. 6) Zusammenfassung Bei Kunststoffen handelt es sich um künstliche Polymere. Sie sind leicht, isolierend und gut verarbeitbar. Lösungsmittel führen bei Kunststoffen zu einer Quellung. Salzsäure und Natronlauge können einige Kunststoffe zerstören. In der heutigen Zeit ist die Kunststoffentsorgung sehr wichtig. Defekte Kunststoffgegenstände dürfen nicht in den Wald gebracht werden. Eine Möglichkeit der Entsorgung ist das Recycling. Es erfolgt als Rohstoffrecycling oder als Werkstoffrecycling. Die dritte Möglichkeit ist die Verbrennung des Kunststoffes. Außerdem besteht die Möglichkeit des biologischen Abbaus durch Kompostieren. Weit weniger als 1 % des produzierten Kunststoffes können so entsorgt werden. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit, alles Gute! Auf Wiedersehen.
Eigenschaften von Kunststoffen Übung
-
Definiere die Stoffklasse der Kunststoffe.
TippsPoly bedeutet viel, mono hingegen eins.
LösungWie dir der Name schon verrät, sind Kunst-Stoffe Verbindungen, die künstlich hergestellt werden. In einer Polymerisationsreaktion entstehen dabei aus kleinen Molekülen große polymere Strukturen. Genau wie auch die natürlichen Polymere (Stärke, Eiweiße,...) bestehen auch Kunststoffe aus immer wiederkehrende Einheiten. Kunststoffe sind also künstliche Polymere.
-
Beschreibe die Eigenschaften der Werkstoffe.
TippsDenke an die Eigenschaften der Gegenstände in deinem Alltag.
LösungDie Werkstoffe Kunststoff, Holz und Metall zeigen unterschiedliche Eigenschaften. Um sie ideal einsetzen zu können, muss man diese Eigenschaften kennen.
Kunststoffe haben eine Dichte von 0,8-2,2 $\frac{g}{cm^3}$ und sind nicht elektrisch leitfähig. Daher dienen sie oft als Isolierung von Kabeln. Sie sind keine Wärmeleiter und können gut verformt werden. Ihr Zugfähigkeit ist sehr gering. Einige Kunststoffe sind transparent, weshalb sie als Folien verwendet werden können. Nachteilig ist ihre schlechte Abbaubarkeit.
Holz hat eine Dichte von 0,2-1,2 $\frac{g}{cm^3}$ und ist auch nicht elektrisch und thermisch leitfähig. Es kann schlecht verformt werden und hat eine geringe Zugfestigkeit. Im Gegensatz zu den Kunststoffen kann Holz allerdings gut biologisch abgebaut werden.
Metall hat eine Dichte von 0,5-10 $\frac{g}{cm^3}$. Metall ist außerdem ein Werkstoff, der sowohl elektrisch als auch thermisch leitfähig ist. Metalle sind daher oft als Material für Kabel oder auf Leiterplatten zu finden. Außerdem sind sie gut verformbar und haben eine gute Zugfähigkeit. Metalle können gut recycelt werden.
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Unterscheide zwischen Naturstoffen und Kunststoffen.
TippsBei der Polymerisation reagieren gleiche Moleküle miteinander.
LösungEin Polymer ist ein künstlicher oder natürlicher Stoff, der aus Makromolekülen besteht. Die Makromoleküle eines Stoffes sind aus einer oder mehreren Struktureinheiten aufgebaut. Das Adjektiv polymer bedeutet entsprechend „aus vielen (gleichen) Teilen aufgebaut“. In vielen Fällen besteht ein Polymer aus nicht identischen Makromolekülen, da die Anzahl der Wiederholeinheiten, und damit die Molekülmasse der Moleküle, variiert. Künstliche Polymere, also Kunststoffe, sind zum Beispiel Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE) und Polystyrol (PS). Diese Polymere sind dir bestimmt ein Begriff bei Bodenbelägen, Plastikflaschen oder dem Styropor. Natürliche Polymere, also Naturstoffe, sind Cellulose oder Amylopektin.
-
Erkläre, welche Eigenschaften auf den Kunststoff Polyethylen zutreffen.
TippsDie allgemeinen Eigenschaften von Kunststoffen treffen auch auf Polyethylen zu.
Die Eigenschaften von Kunststoffen und Metallen sind sehr verschieden.
LösungIn Bezug auf die mechanischen Eigenschaften ist Polyethylen anderen Werkstoffklassen häufig unterlegen. Seine Festigkeit und Steifheit erreicht meist nicht die von Metallen. Obwohl die Festigkeit vergleichsweise niedrig ist, brechen Kunststoffteile durch ihre zumeist gute Zähigkeit weniger leicht als beispielsweise Porzellan oder Glas . Dies ist ein Grund, warum Gebrauchsgegenstände und Spielzeug vielfach aus Kunststoff gefertigt werden. Viele Kunststoffe sind im Gegensatz zu Metallen aufgrund ihrer organischen Natur beständig gegenüber anorganischen Medien. Die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen ist allerdings nur einen Bruchteil so groß wie die von Metallen. Da aus diesem Grund bei einer Berührung vergleichsweise wenig Wärmeenergie von der Hand übertragen wird, werden Griffe an Werkzeugen oder Geländern gerne aus Kunststoff hergestellt oder damit überzogen. Allerdings erweicht Polyethylen bei 80°C.
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Benenne die Gegenstände, die aus Kunststoff bestehen.
TippsVergleiche die Eigenschaften der einzelnen Gegenstände.
LösungKunststoffe können vielseitig eingesetzt werden. Grund dafür sind ihre Eigenschaften:
- Sie sind gut formbar.
- Sie können eingefärbt werden.
- Sie sind resistent gegen viele Säuren, Laugen und anorganische Substanzen.
- Sie haben ein gute Zug- und Reißfestigkeit.
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Erkläre den Recyclingweg von PET-Flaschen.
TippsPlastik wird in den gelben Säcken gesammelt und nach dem Recycling wiederverwendet.
LösungEs werden drei Verfahren angewendet, um PET wiederzuverwenden.
- Das rohstoffliche Recycling: Die Flasche wird in die Ausgangsstoffe Ethylenglykol und Terephthalsäure zerlegt. Diese Stoffe werden dann wieder zur Herstellung einer PET-Flasche verwendet.
- Die thermische Verwertung: PET-Flaschenreste ersetzen wertvolles Brennmaterial und verbrennen praktisch rückstandsfrei. Hierbei werden die Rohstoffe nicht wiederverwendet.
- Das werkstoffliche Recycling: Dieses Verfahren wird hauptsächlich angewendet. PET wird zerkleinert, gewaschen, sortiert, getrocknet, wieder eingeschmolzen und zu Granulat verarbeitet. Gewöhnlich werden aus dem Recycling-Granulat Textilien hergestellt sowie Flaschen, die nicht für Getränke verwendet werden.
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Ich bitte darum, präzise Fragen zu stellen. Diese werde ich gerne beantworten.
Alles Gute
Was haben eigentlich Alkohole carbonsäuren und fetten mit den Kunststoffen zu tun?