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Questions and Answers
Welcher Prozess führt zur Erzeugung von Kunststoffen aus Erdöl?
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Was wird bei der Polykondensation von Monomeren abspaltet?
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Was ist die Funktion der Katalysatoren in der Polymerisation?
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Welches Produkt entsteht nicht direkt aus der Destillation von Erdöl?
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Worin unterscheidet sich die Polyaddition von der Polykondensation?
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Welches der folgenden Monomere ist weniger stabil?
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Was ist das Hauptresultat des Crackprozesses des Erdöls?
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Welcher Stoff ist nicht ein Produkt der Polymerisation?
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Welche Aussage beschreibt korrekt die Charakteristika von Kunststoffen?
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Was ist eine der Hauptursachen für die wirtschaftliche Bedeutung von Kunststoffen?
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Wie entstehen Kunststoffe laut der Definition?
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Was ist KEIN Charakteristikum von Kunststoffen?
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Welche der folgenden Eigenschaften trifft nicht auf Kunststoffe zu?
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Welches Element ist in der typischen chemischen Struktur von Kunststoffen nicht vorhanden?
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Was bedeutet es, dass Kunststoffe auch hochpolymer sind?
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Was beschreibt die Altersung von Kunststoffen?
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Was sind intermolekulare physikalische Bindungskräfte?
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Welcher der folgenden Kunststoffe entsteht durch Polymerisation von Ethylen?
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Was beschreibt die Hauptvalenzbindung?
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Was ist eine Eigenschaft von Nebenvalenzbindungen?
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Wie verläuft eine Polymerisation?
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Welches der folgenden Beispiele ist kein Produkt der Polymerisation?
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Was zeichnet Dispersionskräfte aus?
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Welche Aussage über chemische Bindungskräfte ist korrekt?
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Was sind die Phasen im Prozess der Polymerisation?
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Welche Katalysatoren werden industriell seit 1995 verwendet?
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Was ist ein Hauptmerkmal von Polyolefinen?
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Was entsteht bei der Polykondensation?
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Welches Material ist ein Beispiel für ein Produkt der Polykondensation?
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Wie wird der Kettenabbruch in der Polymerisation erreicht?
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Welche Eigenschaft ist bei der Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren zu beachten?
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Was ist das Hauptmerkmal von Metallocen-Katalysatoren?
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Was ist die Hauptcharakteristik der Polyaddition?
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Welcher Kunststofftyp wird häufig in Schaumstoffen verwendet?
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Was beeinflusst die Glasübergangstemperatur Tg eines Kunststoffs?
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Was bezeichnet man als 'Konstitution' im Kontext von Kunststoffen?
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Welche der folgenden Aussagen über PE (Polyethylen) und PP (Polypropylen) ist korrekt?
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Was passiert mit den amorphen Bereichen eines Kunstoffs, wenn die Temperatur über Tg steigt?
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Wie unterscheiden sich die Makromoleküle in ihren Eigenschaften?
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Welche Kunststoffe haben eine reine Kohlenstoffkette und hauptsächlich Wasserstoffatome als Bindungspartner?
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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.