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Questions and Answers

Welcher Prozess führt zur Erzeugung von Kunststoffen aus Erdöl?

  • Destillation (correct)
  • Kompression
  • Elektrolyse
  • Molekularsynthese
  • Was wird bei der Polykondensation von Monomeren abspaltet?

  • Stickstoff
  • Methan
  • Wasser oder Ammoniak (correct)
  • Kohlenstoffdioxid
  • Was ist die Funktion der Katalysatoren in der Polymerisation?

  • Reduktion des Drucks
  • Erhöhung der Temperatur
  • Aufbrechen von C=C-Doppelbindungen (correct)
  • Stabilisierung der Monomere
  • Welches Produkt entsteht nicht direkt aus der Destillation von Erdöl?

    <p>Plastikmüll (C)</p> Signup and view all the answers

    Worin unterscheidet sich die Polyaddition von der Polykondensation?

    <p>Bei der Polyaddition werden keine Nebenprodukte gebildet. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Monomere ist weniger stabil?

    <p>Ethylen (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Hauptresultat des Crackprozesses des Erdöls?

    <p>Erzeugung von Ethylen und Propylen (A)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Stoff ist nicht ein Produkt der Polymerisation?

    <p>Methan (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt korrekt die Charakteristika von Kunststoffen?

    <p>Kunststoffe sind makromolekulare und hochpolymere Verbindungen. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine der Hauptursachen für die wirtschaftliche Bedeutung von Kunststoffen?

    <p>Ihre Vielseitigkeit in Anwendungen. (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie entstehen Kunststoffe laut der Definition?

    <p>Durch chemische Synthese oder Umwandlung von Naturprodukten. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist KEIN Charakteristikum von Kunststoffen?

    <p>Anorganische Struktur. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften trifft nicht auf Kunststoffe zu?

    <p>Kunststoffe sind immer umweltfreundlich. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welches Element ist in der typischen chemischen Struktur von Kunststoffen nicht vorhanden?

    <p>Helium. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet es, dass Kunststoffe auch hochpolymer sind?

    <p>Sie bestehen aus langen Molekülketten. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Altersung von Kunststoffen?

    <p>Die Veränderung der Eigenschaften von Kunststoffen über die Zeit. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was sind intermolekulare physikalische Bindungskräfte?

    <p>Kräfte, die leicht durch Wärme oder Lösungsmittel aufgehoben werden können (A)</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Kunststoffe entsteht durch Polymerisation von Ethylen?

    <p>Polyethylen (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Hauptvalenzbindung?

    <p>Chemische Bindungskräfte innerhalb eines Moleküls (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Eigenschaft von Nebenvalenzbindungen?

    <p>Sie können leicht durch Wärme oder Lösungsmittel aufgehoben werden (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie verläuft eine Polymerisation?

    <p>Durch gleichartige Monomere, die sich zu einem Polymer verbinden (B)</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Beispiele ist kein Produkt der Polymerisation?

    <p>Benzol (C)</p> Signup and view all the answers

    Was zeichnet Dispersionskräfte aus?

    <p>Sie sind physikalische Kräfte, die vor allem in unpolaren Molekülen auftreten (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über chemische Bindungskräfte ist korrekt?

    <p>Sie sind sehr stark und stabil (A)</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Phasen im Prozess der Polymerisation?

    <p>Initiation, Propagation, Termination (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Katalysatoren werden industriell seit 1995 verwendet?

    <p>Metallocen-Katalysatoren (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Hauptmerkmal von Polyolefinen?

    <p>Kettenlänge ist uneinheitlich (D)</p> Signup and view all the answers

    Was entsteht bei der Polykondensation?

    <p>Ein Polykondensat mit Wasser als Nebenprodukt (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches Material ist ein Beispiel für ein Produkt der Polykondensation?

    <p>Polyamid (PA) (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird der Kettenabbruch in der Polymerisation erreicht?

    <p>Durch zwei Starterradikale oder eine wachsende Kette (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft ist bei der Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren zu beachten?

    <p>Uneinheitliche Aktivität (B)</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Hauptmerkmal von Metallocen-Katalysatoren?

    <p>Sie sind teuer, aber hoch aktiv (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptcharakteristik der Polyaddition?

    <p>Es handelt sich um Kettenreaktionen unterschiedlicher Monomere. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Kunststofftyp wird häufig in Schaumstoffen verwendet?

    <p>Polyurethan (PU) (C)</p> Signup and view all the answers

    Was beeinflusst die Glasübergangstemperatur Tg eines Kunststoffs?

    <p>Die Größe der Seitengruppen spielt eine entscheidende Rolle. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was bezeichnet man als 'Konstitution' im Kontext von Kunststoffen?

    <p>Die chemischen Bausteine der Makromoleküle. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über PE (Polyethylen) und PP (Polypropylen) ist korrekt?

    <p>Beide sind zäh und flexibel bei Raumtemperatur. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit den amorphen Bereichen eines Kunstoffs, wenn die Temperatur über Tg steigt?

    <p>Die Bereiche erweichen. (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie unterscheiden sich die Makromoleküle in ihren Eigenschaften?

    <p>Durch unterschiedliche chemische Bausteine und Seitengruppen. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Kunststoffe haben eine reine Kohlenstoffkette und hauptsächlich Wasserstoffatome als Bindungspartner?

    <p>Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyoxymethylen (B)</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Vorlesung Werkstofftechnik 1

    • Die Vorlesung wurde von Dr.-Ing. Lutwin Spix gehalten.
    • Die Folien sind eine Zusammenfassung und ersetzen nicht den Besuch der Vorlesung/Übungen.
    • Die Struktur und der Inhalt der Vorlesung wurden von Herrn Prof. Dr. Barth erarbeitet.
    • Die Folien dürfen nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL verwendet werden.
    • Die Folien wurden im September 2024 erstellt.
    • Literaturhinweise: Bonten, C.: Kunststofftechnik; Hanser Verlag. Domininghaus, H.; Kunststoffe - Eigenschaften und Anwendungen, Springer Verlag.

    Inhaltsverzeichnis

    • Einführung Werkstofftechnik
    • Historie von Werkstoffen und Kunststoffen
    • Wirtschaftliche Bedeutung
    • Wichtigste Werkstoffeigenschaften
    • Kunststoffe im Vergleich
    • Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge, Vernetzungsarten)
    • Zeitabhängiges Werkstoffverhalten
    • Temperaturabhängiges Werkstoffverhalten
    • Elektrische und optische Eigenschaften
    • Kunststoffe in der Schmelze
    • Alterung von Kunststoffen
    • Recycling und Ökologie von Kunststoffen

    Was sind Kunststoffe?

    • Kunststoffe sind makromolekulare Verbindungen, die synthetisch oder durch Umwandlung von Naturprodukten entstehen.
    • Vier Charakteristika von Kunststoffen (ausschließend):
      • makromolekular (z.B. Kunststoff, Öl, Holz, menschliches DNA)
      • hochpolymer (z.B. Kunststoff, Öl, Holz)
      • synthetisch (z.B. Kunststoff, Öl)
      • organisch (z.B. Kunststoff, Öl; besteht meistens aus C, H, O, N)

    Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge...) Vom Erdöl zum Kunststoff

    • Erdöl wird destilliert in Naphtha, Diesel- und Heizöle, Benzine und sonstige Produkte.
    • Naphtha wird gecrackt zu Ethylen, Propylen, Buten und andere Produkte.
    • Diese werden zu Kunststoffen durch Polymerisation, Polykondensation und Polyaddition.
    • Kunststoffe können aus Erdöl gewonnen werden.
    • Die verschiedenen Produkte welche aus Erdöl hergestellt werden, wie z.B. Kraftstoffe, Chemierohstoffe, Kunststoffgranulate, und andere Produkte.

    Herstellung von Makromolekülen

    • Polymerisation (im engeren Sinne): Ankoppeln nach Aufbrechen von C=C-Doppelbindungen ohne Abspaltung von Nebenprodukten
    • Polykondensation: Reaktion von 2 Monomeren unter Abspaltung einfacher Nebenprodukte (z.B. H₂O oder NH₃)
    • Polyaddition: Reaktion von 2 Monomeren ohne Bildung von Nebenprodukten

    Monomere: Aufbau der Kunststoffe

    • Kohlenstoff hat 4 freie Elektronen zur Bindung
    • Beispiele für Monomere: Kohlenstoff, Methan, Ethan, Ethylen

    Chemische und physikalische Bindungskräfte

    • Innermolekulare chemische Bindungskräfte: Hauptvalenzbindungen
    • Intermolekulare physikalische Bindungskräfte: Nebenvalenzbindungen (Dispersionskräfte, Dipolkräfte, Wasserstoffbrückenbindungen)
    • Chemische Bindungskräfte sind stark, physikalische lassen sich durch Wärme oder Lösungsmittel aufheben.

    Polymerisation

    • Kettenreaktion gleichartiger Monomere zu einem Polymer ohne Abspaltung von Reaktionsprodukten
    • Beispiel: Polyethylen-Makromolekül aus Ethylen

    Polymerisation I

    • Vor Ziegler-Natta-Katalysatoren: Reaktion durch hohen Druck und hohe Temperatur
    • Ziegler-Natta-Katalysatoren: Industriell seit 1955, uneinheitliche Aktivität, preiswert (z.B. Triethylaluminium + Titantetrachlorid)
    • Polyolefine (z.B. PE, PP): Räumliche Struktur nicht einstellbar, Kettenlänge uneinheitlich

    Polymerisation II

    • Metallocen-Katalysatoren: Industriell seit 1995, hohe Aktivität, teuer (z.B. Diphenylmethylencyclo-pentadienylidenyl)
    • Polyolefine (z.B. PE, PP): Räumliche Struktur definiert, Kettenlänge gut einstellbar.

    Polykondensation

    • Kettenreaktion unterschiedlicher Monomere zu einem Polymer (Polykondensat)
    • Abspaltung von Reaktionsprodukten (Wasser, Alkohol, Säuren)
    • Beispiele: PA, PC, PET

    Polyaddition

    • Kettenreaktion unterschiedlicher Monomere zu einem Polymer ohne Abspaltung von Reaktionsprodukten
    • Beispiele: Polyurethan, EP, POM

    Makromoleküle

    • Die Einzelkette unterscheidet sich durch chemischen Aufbau der Kette (Kettenkonfiguration), räumlich geometrischen Aufbau der Kette, die chemischen Bausteine werden als Konstitution bezeichnet.

    Eigenschaften und Grundbausteine

    • Glasübergangstemperatur (Tg): Temperatur unterhalb derer ein zäher Kunststoff glasartig spröde wird.
    • Die Glasübergangstemperatur ist entscheidend bei der Werkstoffauswahl.
    • Werkstoffkennwerte unterscheiden sich ober- bzw. unterhalb von Tg.

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    Description

    In diesem Quiz geht es um die Unterschiede und Prozesse der Polymerisation und die Erzeugung von Kunststoffen aus Erdöl. Beantworte Fragen zu Polykondensation, Katalysatoren und den verschiedenen Monomeren. Teste dein Wissen über die chemischen Reaktionen und Produkte dieser spannenden Materie.

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