Welche Haupteinsatzgebiete gibt es für Kunststoffe? Benennen Sie die wichtigsten drei Kunststoffe, die sich aus den Produktionsmengen ergeben und geben Sie 4 weitere Kunststoffe an.
Welche Kunststoffmengen kommen in Deutschland schätzungsweise zum Verbraucher. Welches sind die wichtigsten drei Kunststoffe? Nennen Sie zusätzlich noch 4 weitere wichtige Kunststoffe. Geben Sie das Kurzzeichen der Kunststoffe mit an.
Nennen Sie sechs wichtige Einsatzgebiete von Kunststoffen und machen sie die drei wichtigsten kenntlich.
Nennen sie die Größenordnung von Kunststoffabfällen in Deutschland und geben sie die vier „Produzenten“ von Kunststoffabfall an. Welcher Abfall ist besonders einfach zu recyceln?
Aus welchen Einsatzfeldern (6) beim Endverbraucher kommen die Kunststoffabfälle und welcher Bereich nimmt den Spitzenplatz (mit abgeschätzten prozentualen Vergleich mit den anderen) ein?
Mehr als 80% des stofflichen Recyclings basiert in Deutschland auf der Verwertung von gebrauchten Verpackungen. (Wesentliche Basis des werkstofflichen Recyclings von Verpackungen sind haushaltsnahe Verpackungen i. R. der Aktivitäten der Dualen Systeme sowie durch das Recycling von PET-Flaschen, aber auch Folien aus dem Bereich der Transport- und Umverpackungen.)
Wie können Kunststoffe verwertet werden? Entwerfen Sie dazu ein Flussdiagramm. Von welcher Verwertungsrate bei Kunststoffabfällen kann man mittlerweile ausgehen und welche Veränderungen hat es dazu in den letzten Jahren allgemein gegeben?
Welche Hauptinhalte besitzt eine Ökobilanz und welche Rolle spielt darin das Recycling? Versuchen Sie, die einzelnen Punkte zu untersetzen.
Ohne Recycling kann kein Kreislauf entstehen.
Stellen Sie die Recyclingkaskade auf, in der die Art des Kunststoffabfalls den Verwertungsmöglichkeiten zugeordnet wird.
Wie lassen sich Polymere nach ihrer Herkunft und nach dem mechanisch/thermischen Verhalten einteilen? Geben sie jeweils ein Beispiel an.
Thermoplaste (schmelzbar, verformbar ab best.Temp.)
– PVC, PE, PP, PA, PAN, PS, ABS, EVA; POM
Elastomere (elastisch, nicht schmelzbar)
Naturkautschuk, Siliconkautschuk, synth. Kautschuk (EPDM; Neopren/Chloroprene; NBR; FPM; PUR)
Duromere (hart, nicht schmelzbar)
Phenolharze, Harnstoffharze, Polyesterharz, Epoxidharz
Welche Herstellungsarten für ein Polymer aus dem Monomer werden unterschieden?
Polymerisation ein einziger Ausgangsstoff, der mindestens eine Doppelbindung (oder zuöffnendes Ringsystem) enthält. Polymer ohne Nebenprodukte PE, PP, PS, PAN, PVC, PVAc, ABS
Polykondensation Ausgangsstoffe enthalten zwei kondensationsfähige funktionelle Gruppen oder Atome. Es entsteht Polykondensat und Nebenprodukt PET, PA 6, PA 66, PC
Polyaddition Ausgangsstoffe mit zwei verschiedenen funktionellen Gruppen, wobei eine davon eine Doppelbindung (oder Ringsystem) enthält; Polyadditionsverbindung ohne Nebenprodukte Epoxidharze, PU
Von welchen Parametern/Komponenten (ca. 6) werden die Eigenschaften von Kunststoffen beeinflusst und was ist deshalb beim Recycling (3 Anstriche) zu beachten?
Was ist zu beachten?
Mech. Eigenschaften verbessern? (teure Nanopartikel, Carbonfasern)
Alterungsbeständigkeit verbessern? (teure Zusatzstoffe)
Realisierung von Flammschutz (teuer)
Farben? hoher Reinigungsaufwand + Pigmente
Wann und warum macht eine energetische Verwertung von Kunststoffen Sinn?
Energetische Verwertung (Verbrennen von Makromolekülen) ist ein schneller & einfacher Prozess und gewinnt Energie, Dampf, Strom
Nennen Sie die wichtigsten Verfahrensschritte für das mechanische Recycling von Kunststoffen in logischer Reihenfolge bis zur Wiederverarbeitung.
Nennen Sie die wichtigsten Verfahrensschritte für das chemische Recycling von Kunststoffen in logischer Reihenfolge bis zur Wiederverarbeitung.
Für welche Polymere ist eine einfache Rückspaltung in die Ausgangsmonomeren denkbar. Geben Sie 3 Beispiele an.
PET in DEG, H20 und ME
Polyamide
Polyester in Phenol
Was verstehen sie unter Pyrolyse und welcher Anlagentyp kann dazu eingesetzt werden (kurze Beschreibung). Welche Produkte können dadurch gewonnen werden?
Bei der Kunststoff-Pyrolyse (pyr = Feuer, lyein = lösen) werden die Kunststoffe bei Temperaturen zwischen 400 °C und 800 °C unter Sauerstoffausschluss (Luftausschluss) zersetzt. Dabei wird der Kunststoff nicht verbrannt, sondern in petrochemische Stoffe zerlegt, wie sie auch aus Rohöl gewonnen werden können.
Wie könnte ein Recyclingkreislauf für Lüfter und Tanks aus PA 6 bzw. PA 66 aussehen?
Welche Arten von Recyclingkreisläufen (2) werden unterschieden? Verdeutlichen Sie das beispielhaft am Recycling von PET-Flaschen.
Welche mechanischen Prozesse werden bei der Wiederaufbereitung von Kunststoffen eingesetzt?
Auf Basis welcher physikalischen Grundlagen (3) kann ein Kunststoffgemisch getrennt werden. Geben Sie jeweils kurze Erläuterungen. Wie könnte man PVC und PE voneinander trennen? Was schlagen sie vor?
Dichte
PVC: 1,38-1,55 g/cm^3
PE: 0,91-0,96 g/cm^3
Welche grundlegenden mechanischen Beanspruchungsformen werden zum Zerkleinern von Kunststoffen genutzt? Was ist besonders bei Kunststoffen zu beachten?
Welche Rolle spielt die Temperatur bei der Kunststoffzerkleinerung? Und wie kann die Temperatur positiv für die Zerkleinerung und Trennung genutzt werden?
Kunststoffe verspröden bei tiefen Temperaturen (kryotechnisch)
-> verlieren Elastizität und Festigkeit
Wie ist eine Hammermühle aufgebaut (Skizze und Beschriftung)?
Was verstehen sie unter Mahltrenntechniken? Geben Sie Beispiele (3) an. Wie kann diese Technik positiv beeinflusst werden?
Mahlgut sollte mithilfe von Technik getrennt werden
Was lässt sich allgemein zum Recycling von Kunststoffgemischen sagen? Was gibt es zu bedenken, wenn Kunststoffgemische aus dem Recycling zu neuen Produkten verarbeitet werden sollen?
unterschiedliche Verarbeitungstemperatur
binden sich nicht (Verträglichkeitsmatrix)
Was haben Hydrozyklon und Sortierzentrifuge gemeinsam? Beides dazu kurz beschreiben.
Hydrozyklon: Suspension gelangt über Zulauf seitlich ein -> Primärwirbel entsteht -> durch Überlauf entsteht ein Sekundärwirbel, der leichte Objekte nach oben abführt. Schwere Teile sinken durch den Unterlauf. -> Hohe Zentrifugalkräfte sind Ursache
Sortierzentrifuge: Suspension gelangt über Zulauf in rotierende Trommel. Zentrifugalkraft zieht schwere Fraktion nach außen gegen die Trommelwand -> zum konischen Ende der Trommel gefördert -> aus der Flüssigkeit gehoben -> schwere Phase über Öffnungen in der Trommel ausgetragen.
Die leichte Fraktion reichert an Oberfläche der Flüssigkeit in Trommel an -> fließt zum anderen zylindrischen Ende der Trommel -> wird ausgetragen & Flüssigkeit unter Druck ausgetragen
Gemeinsamkeiten:
Prinzip der Zentrifugalkraft
konische Form
Trennen von schwerer und leichter Phase
mithilfe von Flüssigkeit
Was ist unter Melt-Flow-Index zu verstehen?
Beschreiben Sie zwei Verfahren zur elektrostatischen Trennung von Kunststoffen.
Bewerten Sie die Wiederaufbereitung von Kunststoffen durch Löseverfahren.
bestimmter Temperaturbereich
Lösemittel
nicht 100 %-ige Rückgewinnung des Polymers
Wie sieht ein Stoffkreislauf für nachwachsende Rohstoffe aus?
Welche Einteilung kann bei Fasern aus Nachwachsenden Rohstoffen vorgenommen werden?
Schlagen sie für folgende Fasern einen Recyclingweg vor (mit kurzer Begründung): Carbonfasern, Polyamidfasern (PA 6 und PA 66), Polypropylenfasern, PET-Fasern, Glasfasern, Metallfasern
Wie könnte man Faserverbundmaterialien aufbereiten? Welche Gesichtspunkte sind in Bezug auf Faser und Matrix zu beachten?
Wie könnte man mit Abfällen aus der Produktion von Faserverbundmaterialien umgehen? Was gibt es für Abfälle und wie bzw. zu was könnte man diese aufbereiten?
Welche drei Haupteinsatzgebiete von Fasern kennen Sie und welche grundsätzliche Fasereinteilung (3) wird vorgenommen? Welche Mengen an Fasern werden in Deutschland verarbeitet und vergleichen Sie diese mit der Menge an Kunststoffen?
Haupteinsatzgebiete:
Bekleidung (161,4 kt)
technischer Einsatz (438,9 kt)
Heimtextilien (233,3 kt)
Fasereinteilung:
Wolle
Baumwolle
Chemiefasern
gesamte Faserverarbeitung (2008) = 0,8 Mio. t
Kunststoffe: 10,73 Mio. t
Welche Verwertungswege für Alttextilien kommen in Frage?
Was sind Reißfasern und wie können diese wiederverwertet werden? Was ist zu beachten? Welche Ausgangsmaterialien kommen in Frage und wie müssten diese vorbereitet werden
Eingangsmaterial für den Aufbereitungsprozess:
möglichst sortenreine Fraktion an Alttextilien aus der herkömmlichen Sortierung
einzelne Fraktionen mechanisch von Fremdstoffen befreit und der Faserverbund durch mehrstufiges Reißen aufgelöst
Verarbeitung:
erzeugten Reißfasern werden zu Vliesstoffen weiterverarbeitet, die überwiegend in der Automobilindustrie (z. B. Innenverkleidung, Formteile) eingesetzt werden, weitere Anwendungsbereiche Dämmmaterial, Teppichunterböden und sonstige Heimtextilien
Herstellung von neuem Garn, sogenanntem Streichgarn, aus gerissenen Alttextilien ist technisch möglich, gegenüber der Verarbeitung von Neuware jedoch hierzulande nicht konkurrenzfähi
Welche grundsätzlichen Einsatzgebiete (3) von Reißfasern gibt es und welche konkrete Verwendung können diese dann finden (je Gebiet 2 Anwendungen)?
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