CH-3 Kunststoffe

Thermoplaste

Duroplaste

Elastomere

linear oder wenig verzweigte Makromoleküle

amorph: Molkeülketten sind reglos ineinander verknäult

hart und spröde bei Zimmertemperatur, wegen ihrer kristallinen Struktur -> dort wirken intermolekulare Kräfte besonders gut (Van-der-Waals Käfte, Dipol-Dipol-Kräfte, Wasserstoffbrückenbindung)

Erwärmen: thermoelastisch, -plastisch, flüssig

lassen sich unter hohen Temperaturen verformen oder in Form gießen, behalten Form nach abkühlen

engmaschige dreidimensional verknüpfte Makromoleküle

Verknüpfung über kovalente Bindungen

hart und spröde bei Zimmertemperatur

nicht verfombar: zersetzen sich bei Erwärmung, da Atombindungen gespalten werden

weitmaschig zweidimensional verknüpfte Makromoleküle

Verknüpfung übr kovalente BIndungen

elastisch bei Zimmertemperatur, d.h. unter mechanischer Einwirkung verformbar, nimmt ursprüngliche Form wieder ein

zersetzt sich bei hohen Temperaturen, da Atombindungen gespalten werden

bei sehr niedrigen Temperaturen: verlieren elastische Eigenschaft, werden hart und spröde

weitmaschig, zweidimensional vernetzt -> erlaubt Elastizität; kovalente Bindungen, nicht schmelzbar

lineare (kristalline) und amorphe Strukturen, Verzweigt (nicht vernetzt!), schmelzbar und verformbar

engmaschig, dreidimensional, über kovalente BIndungen; nicht schmelzbar

Polykondensation - Polykondensate

Polymerisation - Polymer

Polyaddition - Polyaddukt

Verknüpfen von Monomeren, die mindestens zwei reaktionsfähige funktionelle Gruppen tragen, zu einem Makromolekül.

Unter Abspaltung von einem einfachen Nebenprodukt, bspw. Wasser, Ammoniak, Alkohole, Chlorwasserstoff.

Reaktionspartner 1: mind. zwei funktionelle Gruppen

Reaktionspartner 2: Doppelbindung o. cyclische Gruppe

Wanderung eines Wasserstoffatoms/Proton von funktioneller Gruppe zu der Doppelbindung oder der cyclischen Gruppe

keine Nebenprodukte

Polymer enthält ausschließlich Kohlenstoff in der Grundkette

Ausgangsstoff hat mind. eine Doppelbindung -> binden von weiteren Monomren durch Auflösen dieser

keine Nebenprodukte

Radikalbildung: Spaltung einer organischen Substanz in zwei Radikale

Kettenstart: Radikal addiert sich zur Doppelbindung, es entsteht ein neues Radikal (das zweite, nicht am radikal gebundene C-Atom)

Kettenwachstum: Reaktion mit weiteren Monomeren, bei jeder Reaktion entsteht ein neues Radikal

Kettenabbruch: zwei Radikale reagieren miteinander -> zwei Substituenten nebeneinander

Initiation durch ein Anion (Base oder ein reaktionsfähiges Metall)

addition der Base oder des Metalls

es entsteh ein Carbanion das die Reaktion forsetzt

bis die Kette ein Proton bindet

ein Atom bzw. Molekül mit einem freiem Valenzelektron

initiiert durch ein Kation (meist eine Brönsted-Säure)

Proton der Säure wird zur Doppelbindung addiert

Carbokation reagiert mit weiteren Monomeren

bis das Proton abgespalten wird oder ein Anion anlagert und damit das Kettenwachstum stoppen (Basen oder ein geeignetes Kation)

Reaktion unter Abspaltung von einfachen Molekülen

organische Verbindungen die zwei Hydroxylgruppen tragen

(für Polykondensation bzw. Polyester)

Säure + Alkohol ——> Ester + Wasser

(für Polykondensation bzw. Polyamid)

Amin + Säure —-> Amid + Wasser

• biologisch nicht abbaubar

• zu große Mengen für Deponien

• Deponien: Umweltgifte könnten ins Grundwasser gelangen

  • die Kunststoffe enthalten noch wertvolle Rohstoffe

Aufbereitung von sortenreinen Thermoplasten zu neuen Rohstoffen oder zu neuen Formteilen. Der chemische Aufbau der Makromoleküle bleibt bestehen.

Meist: Umschmelzen

Umwandlung von Kunststoffen zu niedermolekularen Produkten (Monomere, Öl, Flüssiggas) die als Ersatz für fossile Rohstoffe benutzt wrden.

Meist: Thermische Spaltverfahren (Pyrolyse, Hydrolyse, Cracken)

Thermoplaste, einige Duroplaste

Verbrennung der Kunststoffe um die Energie zu nutzen und Zerstörung der Kunststoffe

ABER emittieren von problematischen Substanzen (CO2, Fluor-, Chlor-, Bromwasserstoff)

chemische Bindungen die enzymatisch spaltbar sind

die entstehnden Produkte sind im Stoffwechsel von Bakterien oder Pflanzen verwendbar