93 Verantwortungsvolle Verwendung von Rohstoffen Wie stellen wir Kunststoffe her? Die langen Molekülketten der Kunststoffe werden aus kleinen Molekülen, den Monomeren, zu einem Makromolekül, dem Polymer, zusammengesetzt (griech. monos … einfach, poly … viel). Das gelingt auf verschiedene Arten: a) Polymerisation: Die Doppelbindungen von ungesättigten Molekülen (zB Ethen) werden durch Katalysatoren aufgebrochen. Die Moleküle können sich zu einem Makromolekül zusammensetzen (Abb. 93.1). Beispiele: Polyethen (PE), Polypropen (PP), Polystyren (PS) Der Operationsfaden – Polymilchsäure (Abb. 93.2) Gefahr Achtung Achtung Schutzbrille! Gib in ein Reagenzglas (16/160) 4 ml Milchsäure, eine Spatelspitze Zinn(II)-chlorid (= Katalysator) und ein Siedesteinchen. Erhitze etwa 7 Minuten lang unter Schütteln über der Brennerflamme, bis die Flüssigkeit gelblich-braun wird. Gieße die Flüssigkeit auf eine eingefettete Alufolie und lass sie etwas abkühlen. Du kannst mit einem Stäbchen daraus Fäden ziehen. b) Polykondensation: Monomere lagern sich zu Makromolekülen zusammen und spalten dabei kleinere Moleküle (H2O, HCl …) ab. Beispiele: Polyester (zB Nylon), Polyamide (Abb. 93.3) Ein Nylonfaden (Abb. 93.4 und 93.5) Gefahr Achtung Gefahr Schutzbrille! Lösung 1: 1 ml Sebacinsäuredichlorid in 25 ml Heptan, Lösung 2: 1 g Hexamethylendiamin, 2 g Natriumcarbonat in 25 ml Wasser. Lösung 2 wird mit Lösung 1 überschichtet. An der Grenzfläche entsteht eine Haut aus Nylon. Ziehe sie mit einer Pinzette heraus und wickle sie um ein Reagenzglas. Wie lange wird dein Nylonfaden? c) Polyaddition: Einzelne Monomere verbinden sich ohne Abspaltung kleinerer Moleküle miteinander (Abb. 93.3). Beispiel: Polyurethane (zB Schaumgummi, Schuhsohlen, Dichtschaum) „Alienschleim“ (Abb 93.6) Achtung Schutzbrille! Handschuhe! Löse 1–2 Gebissreinigertabletten (mit Natriumperborat) in 50 ml Wasser auf. Gieße die Lösung über 50 ml PVA-haltigen Bastelkleber (+ Lebensmittelfarbe). Verrühre die Mischung ein paar Minuten lang. Beschreibe, woran du die Vernetzung der Polyvinylalkohol-Moleküle beim Verrühren (und danach Kneten) des Klebers in der Lösung erkennen kannst. C C C C C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H C C H H H H C C H H C H H C H H C H H C 93.1 Ethenmoleküle verbinden sich durch Polymerisation zu Polyethen. V2 93.2 Polymilchsäure (PLA): ein abbaubarer Kunststoff, aus dem Operationsfäden, Einwegbecher und Bio-Müllsäcke hergestellt werden. LV3 Polykondensation Polyaddition Cl Cl H H Cl Cl H H Cl Cl … … HCl HCl HCl HCl HCl ... ... 93.3 Polykondensation und Polyaddition V4 A2 Bei der Herstellung von Kunststoffen werden kleine Moleküle (Monomere) zu großen Molekülketten (Polymere) zusammengesetzt. M 93.4 Ein Nylonfaden entsteht. 93.5 Nylon wird zB zur Herstellung von Strümpfen verwendet. 93.6 „Alienschleim“: Makromoleküle werden miteinander vernetzt. GefBU x4f6d3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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