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Questions and Answers
Welches Merkmal beschreibt die chemische Zusammensetzung und Struktur eines Polymermoleküls und spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Molekülmasse?
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Was ist die durchschnittliche Molekülmasse, die die Viskosität einer Polymerschmelze und ihre thermomechanischen Eigenschaften bestimmt?
Was ist die durchschnittliche Molekülmasse, die die Viskosität einer Polymerschmelze und ihre thermomechanischen Eigenschaften bestimmt?
Welche Art von Polymerstruktur ist durch lange, unverzweigte Ketten gekennzeichnet, die zu einer hohen Festigkeit und Steifheit führen?
Welche Art von Polymerstruktur ist durch lange, unverzweigte Ketten gekennzeichnet, die zu einer hohen Festigkeit und Steifheit führen?
Welche Eigenschaft eines Polymers wird durch die Länge seiner Ketten beeinflusst, wobei längere Ketten zu einer geringeren Fließbarkeit führen?
Welche Eigenschaft eines Polymers wird durch die Länge seiner Ketten beeinflusst, wobei längere Ketten zu einer geringeren Fließbarkeit führen?
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Was ist die Hauptursache für die Verkürzung von Polymerketten bei der Alterung oder Wiederverarbeitung?
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Welche Art von Polymerstruktur ist durch die Anordnung der Moleküle in einer geordneten, kristallinen Phase gekennzeichnet?
Welche Art von Polymerstruktur ist durch die Anordnung der Moleküle in einer geordneten, kristallinen Phase gekennzeichnet?
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Welche Eigenschaft macht Polymere mit niedrigerer Molekülmasse besser für die Faserherstellung oder die Herstellung von Vliesstoffen geeignet?
Welche Eigenschaft macht Polymere mit niedrigerer Molekülmasse besser für die Faserherstellung oder die Herstellung von Vliesstoffen geeignet?
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Bei welchen Produkten ist eine hohe Schmelzestabilität wünschenswert, z. B. bei der Profilextrusion?
Bei welchen Produkten ist eine hohe Schmelzestabilität wünschenswert, z. B. bei der Profilextrusion?
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Welcher der folgenden Punkte ist keine in der Vorlesung „Werkstofftechnik 1“ behandelte Thematik?
Welcher der folgenden Punkte ist keine in der Vorlesung „Werkstofftechnik 1“ behandelte Thematik?
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Welche Aussage über die in der Vorlesung genutzten Folien ist korrekt?
Welche Aussage über die in der Vorlesung genutzten Folien ist korrekt?
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Welches der folgenden Bücher wird in der Vorlesung „Werkstofftechnik 1“ als Literaturquelle empfohlen?
Welches der folgenden Bücher wird in der Vorlesung „Werkstofftechnik 1“ als Literaturquelle empfohlen?
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Welche der folgenden Aussagen über die Begriffe "Ethen" und "Ethylen" ist korrekt?
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Welche Bedeutung hat der Begriff "Monomere" im Kontext der Vorlesung?
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Was zeichnet die Verwendung von Katalysatoren in der Synthese von Polymeren aus?
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Warum wird der Begriff "Ethylen" anstelle von "Ethen" in der Vorlesung erwähnt?
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Was bewirkt eine starke Verzweigung in Kunststoffen?
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Welche der folgenden Polymerisationsmechanismen ist nicht korrekt?
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Welches Bauprinzip betrifft die Anordnung von Atomen oder Endgruppen in einem Molekül?
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Welche der folgenden Aussagen über ataktische Anordnung ist korrekt?
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Was charakterisiert thermoplastische Kunststoffe?
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Welche Taktizität kann nicht kristallisieren?
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Was ist ein Charakteristikum von isotaktischen und syndiotaktischen Kunststoffen?
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Was beschreibt die Konfiguration in der Kunststofftechnik?
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Welche der folgenden Aussagen über amorphe Strukturen ist korrekt?
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Was ist der Einfluss von Taktizität auf die Glasübergangstemperatur Tg?
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Was ist ein Merkmal der teilkristallinen Struktur von Kunststoffen?
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Welche der folgenden Polymere kann kristallisieren?
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Was unterscheidet sich zwischen Konstitution und Konfiguration?
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Welcher Kunststoff hat typischerweise eine amorphe Struktur?
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Wie verhält sich der E-Modul bei teilkristallinen Kunststoffen im Vergleich zu amorphen?
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Welche der folgenden Aussagen über die Schmelzpunkte teilkristalliner Kunststoffe ist wahr?
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Was bezeichnet die Konformation in der Kunststofftechnik?
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Welches dieser Materialien hat die höchste Dichte in ihrem kristallinen Zustand?
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Welche Art von Polymer hat einen Theorie-Kristallisationsgrad von 40 - 65 %?
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Welche Eigenschaft haben teilkristalline Kunststoffe im Vergleich zu amorphen Kunststoffen typischerweise?
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Was beschreibt am besten den Unterschied zwischen isotaktischen und syndiotaktischen Polymeren?
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Welche der folgenden Eigenschaften sind typisch für PE-HD? (Wählen Sie alle zutreffenden Aussagen)
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Welche Art von Polymeren sind vernetzte Polymere mit einer hohen Vernetzung?
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Was ist der Hauptgrund für die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften von PE-HD und PE-LD?
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Welche Auswirkungen hat eine schnellere Abkühlgeschwindigkeit einer Schmelze auf den Kristallisationsgrad?
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Welche Aussage über verzweigte Polymere ist richtig?
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Welche Art von Polymeren sind Elastomere?
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Welche Aussage über die "Nachkristallisation" ist richtig?
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Welche der folgenden Aussagen über die Synthese von PE-LD und PE-HD ist richtig?
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Flashcards
Monomere
Monomere
Grundbausteine von Kunststoffen, die Kohlenstoff enthalten.
Methan
Methan
Ein einfaches Molekül aus einem Kohlenstoff- und vier Wasserstoffatomen, C1H4.
Ethan
Ethan
Molekül mit zwei Kohlenstoffatomen, C2H6, stabil.
Ethen/Ethylen
Ethen/Ethylen
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Doppelbindung
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Polymerisation
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Katalysatoren
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Polyethylen
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Konstitution
Konstitution
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Molekülmasse
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Molekülmassenverteilung
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Niedrige Molekülmasse
Niedrige Molekülmasse
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Hohe Molekülmasse
Hohe Molekülmasse
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Verarbeitungseigenschaften
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Alterung und Recycling
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Amorphe Struktur
Amorphe Struktur
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Isotaktisch
Isotaktisch
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Syndiotaktisch
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Ataktisch
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Taktizität
Taktizität
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Konfiguration
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Konformation
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Verzweigungsgrad
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Ataktische Anordnung
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Thermoplaste
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Teil kristalline Struktur
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Isotaktisches Polymer
Isotaktisches Polymer
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Syndiotaktisches Polymer
Syndiotaktisches Polymer
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Amorph
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Polyamid (PA)
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Polyethylen hoher Dichte (PE-HD)
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Dichte von Kunststoffen
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Schmelzpunkt
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Kristallisationsgrad
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Nachkristallisation
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lineare Polymere
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verzweigte Polymere
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Duromer
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Elastomer
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PE-HD
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PE-LD
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Study Notes
Vorlesung Werkstofftechnik 1
- Die Folien sind eine Zusammenfassung der Vorlesung und ersetzen nicht den Besuch der Vorlesung und Übungen.
- Die Struktur und der Inhalt wurden von Herrn Prof. Dr. Barth erarbeitet.
- Die Nutzung der Folien ist nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL zulässig.
- Die Folien wurden mit Unterstützung von Herrn Jens Mannel erstellt.
Vorwort
- Die Foliensammlung fasst die behandelten Themen der Vorlesung Werkstofftechnik 1 zusammen.
- Die Folien wurden von Dr. Lutwin Spix erstellt.
- Die Folien wurden im September 2024 erstellt.
- Die Nutzung der Folien zu anderen Lehrzwecken ist wegen Urheberrechts nicht erlaubt.
- Die Literaturhinweise (Bonten, C. und Domininghaus, H.) beinhalten Informationen zu Kunststoffen.
Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge...)
- Monomere: Kunststoffe beginnen mit Kohlenstoff.
- Kohlenstoff: Besitzt vier freie Elektronen zur Bindung.
- Methan: Ein stabiler Kohlenwasserstoff.
- Ethan: Ein stabiler Kohlenwasserstoff.
- Ethylen (Ethen): Gehört zu den ungesättigten Kohlenwasserstoffen, ist mäßig stabil und durch Katalysatoren aufbrechbar.
Unterscheidungsmerkmale Strukturen und Gefüge
- Konstitution: Chemischer Aufbau des Moleküls.
- Konfiguration: Unterschiedliche Anordnung einzelner Atome oder Endgruppen bei gleicher Konstitution.
- Konformation: Räumliche Anordnung drehbarer Bindungen.
- Lineare, verzweigte, vernetzte Ketten: Unterschiedliche Strukturtypen von Kunststoffen.
- Amorphe, teilkristalline Struktur: Zwei Gefügeformen von Kunststoffen.
Konstitution: Molekülmasse und Molekülmassenverteilung
- Es gibt keine einheitliche Molekülmasse, sondern eine Verteilung.
- Die mittlere Molekülmasse bestimmt die Schmelzviskosität und die thermomechanischen Eigenschaften.
- Die Zahlenmittel und das Gewichtsmittel der Molekülmasse werden mit Formeln dargestellt.
- Polydispersität (D) ist das Verhältnis von Gewichtsmittel (Mw) zu Zahlenmittel (Mn).
- Ziegler-Natta-Katalysatoren und Metallolocenen haben einen Einfluss auf die Molekülmasse.
Konstitution: Molekülmasse und Molekülmassenverteilung (fortgesetzt)
- Kleine Molekülmasse → kurze Ketten → gute Fließfähigkeit → geringe Schmelzestabilität
- Hohe Molekülmasse → lange Ketten → schlechte Fließfähigkeit → hohe Schmelzestabilität
- Verarbeitungseigenschaften erfordern oft eine Mischung aus langen und kurzen Ketten.
- Alterung und Wiederverarbeitung/Recycling verkürzen die Ketten irreversibel und verändern die Molekülmassenverteilung.
- Die Zugfestigkeit von Kunststoffen hängt von der Mindestmolekülmasse ab.
Konfiguration (Taktizität, Stereoregularität)
- Taktizität beeinflusst nicht die Glasübergangstemperatur (Tg).
- Ataktisch: Keine regelmäßige Anordnung der Monomere.
- Isotaktisch: Regelmäßige Anordnung der Monomere auf einer Seite der Kette.
- Syndiotaktisch: Regelmäßige Anordnung der Monomere abwechselnd auf beiden Seiten der Kette.
- Die Taktizität beeinflusst, ob ein Kunststoff kristallisieren kann, und ist wichtig für die Eigenschaften wie Steifigkeit und Festigkeit.
Konformation (fortgesetzt)
- Konformation: Die räumliche Anordnung der Bindungen zueinander.
- Die Konformation ist bei gleicher Konstitution und Konfiguration unterschiedlich.
Unterscheidungsmerkmale
- Konstitution: Chemischer Aufbau des Moleküls.
- Konfiguration: Anordnung der Atome bei gleicher Konstitution.
- Konformation: Räumliche Anordnung der drehbaren Bindungen bei gleicher Konstitution und Konfiguration.
Gefüge: Amorphe Struktur
- Ungeordneter Molekülknäuel: Transparent; keine Kristallisation.
- Breiter Aufschmelzbereich: Ketten zuerst schmelzen.
- Beispiele: PVC, PS, ABS, SAN, PC.
Gefüge: Teilkristalline Struktur
- Amorphe Bereiche: Enthalten neben teilkristallinen Bereichen.
- Isotaktische und syndiotaktische Polymere: Kristallisieren.
- Schmelzpunkt: Kein definierter Wert, sondern ein Bereich.
- Höhere Festigkeitswerte: Höhere Steifigkeiten, dadurch Festigkeit gegenüber Schmelzbereich.
- Beispiele: PA, POM, PET, PP, PE.
Wiederholung Gefüge: Teilkristalline Struktur
- Isotaktisch + Syndiotaktisch: Spröde, plastisch, weich, bzw. harter oder weicher Zustand je nach Temperatur.
- Amorphe Bereiche + Lamellen: Bereiche ohne klare regelmäßige Struktur.
- Beispiele für Isotaktische und Syndiotaktische Polymeren: Teilkristalline Struktur
Video PE-HD PE-LD amorph / teilkristallin
- Video zeigt verschiedene PE-Möglichkeiten
Gefüge: Teilkristalline Struktur (Dichte)
- Tabelle zeigt übliche Dichten und Kristallisationsgrad für verschiedene Kunststoffe.
- Dichten werden durch Kristallisationsgrad und die Amorphe Bereiche beeinflusst
Verzweigungen und Vernetzungen
- Lineare Polymere: Keine Verzweigungen und Vernetzungen.
- Verzweigte Polymere: Keine Vernetzungen.
- Vernetzte Polymere: Hochvernetzt (Duromere), schwachvernetzt (Elastomere).
Linear oder verzweigt?
- Lineares PE: Kann besser kristallisieren, höhere Härte, Steifigkeit und Dichte. Synthese im Niederdruckverfahren.
- Verzweigtes PE: Verzweigungen erschweren die Kristallisation, geringere Härte, Steifigkeit und Dichte. Synthese im Hochdruckverfahren.
- PE-LD (Low Density): Verzweigtes Polyethylen.
- PE-HD (High Density): Lineares Polyethylen.
Änderung der Steifigkeit durch Verzweigungsgrad
- Grafische Darstellung der Änderung des E-Moduls (Steifigkeit) mit der Temperatur in Abhängigkeit vom Verzweigunggrad.
Unterscheidungsmerkmale
- Chemischer Aufbau (Konstitution): Chemischer Aufbau des Moleküls
- Polymerisationsmechanismus: Polymerisation, Polykondensation, Polyaddition.
- Bauprinzip: Konfiguration und Konformation
- Werkstofftechnische Einteilung: Thermoplaste, Elastomere, Duromere.
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Description
Diese Zusammenfassung umfasst die wichtigsten Themen der Vorlesung Werkstofftechnik 1, die von Prof. Dr. Barth geleitet wird. Sie enthält grundlegende Informationen über die Struktur und Synthese von Kunststoffen sowie die Rolle von Kohlenstoff in der Materialwissenschaft.