Chemie am Menschen - Kunststoffe

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Struktur und Eigenschaften

Thermoplaste

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Die Strukturebenen von Makromolekülen

am .

 Die folgenden Ausführungen bauen auf das Basiswissen auf.

Primärstruktur

So wie bei den Proteinen die Primärstruktur die Sequenzfolge der Aminosäurebausteine wiedergibt, so gibt die Primärstruktur bei den Kunststoffen die Abfolge der Einheiten, aus denen das Makromolekül aufgebaut ist, wieder.

Die Art der Einheiten ist von ausschlaggebender Bedeutung für die Werkstoffeigenschaften. Wenn die Einheiten vorwiegend aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen bestehen, ist der Kunststoff chemisch beständig. Wenn aber z.B. Ester- oder Amidbindungen vorliegen, können diese relativ leicht hydrolysiert werden (Spaltung durch Wasser) [1]: Solche Kunststoffe sind in der Regel biologisch abbaubar. Die Chemikalienbeständigkeit ist wichtig für die Verwendbarkeit, für das Recycling und für eine Identifikation des Kunststoffen [2].

Die Polarität funktioneller Gruppen ist entscheidend für die Sekundärstruktur.

Je nachdem, welche Monomere bei der Synthese des Kunststoffes verwendet wurden, ist der Grad der Verzweigungen unterschiedlich. Aus Monomeren mit nur zwei reaktiven funktionellen Gruppen erhält man lineare Makromoleküle

Nicht nur die Art der Einheiten, aus den die Makromoleküle aufgebaut sind, beeinflusst die Werkstoffeigenschaften, sondern auch deren Anzahl und Anordnung.

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[1] Schülerlexikon, Chemie Abitur, Kunststoffe - Struktur und Eigenschaften, am 03.05.14 abgerufen

[2] Kölner Modell, Experimente zu Makromolekülen, 5. überarb. Auflage Februar 2006, Online-Link nicht mehr verfügbar

Schwelprobe

am .

Die Schwelprobe wird üblicherweise in einem kleinen Glühröhrchen unter dem Abzug durchgeführt. Man kann aber auch ein Reagenzglas nehmen. Nachdem man eine kleine Kunststoffprobe in das Glühröhrchen eingebracht hat, verschließt man es mit einem mit Watte umwickeltes Wattestäbchen, das man normalerweise zum Säubern der Ohren verwendet. Es sollte nicht zu fest, aber auch nicht zu locker sitzen.

Dann erhitzt man die Probe vorsichtig bei mäßiger Temperatur, bis Dämpfe entstehen.

Mögliche Beobachtungen:

Der Kunststoff 

  • wird klar
  • wird braun
  • wird gummiartig
  • schmilzt (nicht)
  • siedet (nicht)
  • zersetzt sich (verkohlt)
  • gibt braunen Qualm
  • gibt weißen Qualm

 

Danach wird das Wattestäbchen auf ein mit Wasser angefeuchtetes Universalindikatorpapier gedrückt, um die Reaktion der Dämpfe zu überprüfen (neutral, sauer, alkalisch).

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