Wichtige Polymere (Expertenwissen)

Guten Tag und herzlich willkommen. Dieses Video heißt "Wichtige Polymere für den Leistungskurs". Der Film gehört zur Reihe "Kunststoffe". Ihr solltet dafür einige Vorkenntnisse mitbringen. Ihr solltet solide Schulkenntnisse der organischen Chemie besitzen. Ihr wisst, was Kohlenwasserstoffe sind, der Begriff FCKW sagt euch etwas, ihr kennt Ester, die Addition und die Substitution. Mein Ziel ist es, euch in diesem Video einen Überblick über wichtige Polymere und ihre Verwendung zu geben. Tag ein Tag aus im Leben, werden wir mit Polymeren, mit Kunststoffen konfrontiert. Sei es nun Spielzeug, sei es Haushaltsgerät, ein Kochlöffel, eine Backform oder Zahnputzbecher oder selbst dieses Modell, mit dem ich euch die Moleküle zeige und Reaktionen vorführe bestehen aus Kunststoffen. Und ich glaube, es ist an der Zeit, etwas Ordnung da hineinzubringen. Diesem Thema ist der Film gewidmet.

Das Video ist in 6 Abschnitte unterteilt. 1. Kurzzeichen für Polymere 2. Polymerisate 3. Polykondensate 4. Polyaddukte und 5. Mischpolymere Der 6. Teil ist eine Zusammenfassung.     1. Kurzzeichen für Polymere Die Art des Polymers kann man aus dem Recyclingcode herauslesen. Steht da die Zahl 01-07, handelt es sich um einen Kunststoff. PE heißt Polyethylen. HD heißt nicht etwa Hochdruck, sondern High Density, das bedeutet hohe Dichte. Polyethylen wurde bei niedrigem Druck gefertigt. Betrachten wir als Beispiel diesen Zahnputzbecher. Das Dreieck ist der Recyclingcode. 05 heißt, es ist ein Kunststoff. Und ganz unten finden wir PP, das ist die Art des Kunststoffs. 05 = Kunststoff und PP. Mitunter findet man diese Zeichen auf der Umverpackung.     2. Polymerisate Hier entstehen die Polymere durch Polymerisation. Das einfachste Monomer Ethylen liefert Polyethylen. Und das hat die Abkürzung PE. PE ist säure- und basenfest. PE reagiert nicht mit organischen Lösungsmitteln. PE kann zu Folien auswalzen. Unter anderem sind Griffe von Haushaltswerkzeug darauf hergestellt. PP bedeutet wie gesagt Polypropylen und besitzt diese Formel. PP ist dem PE ähnlich, jedoch mechanisch stabiler. Apparate, Geräte und Gebrauchsgegenstände werden aus PP gefertigt. PP findet man in jedem Haushalt. PIB, Polyisobutylen, das ist seine Formel. PIB ist elastisch, sogar klebend. Die populärste Anwendung ist der Kaugummi. Wir wollen den mechanischen Widerstand der 3 betrachteten Polymere vergleichen. PP hat den größten Widerstand, dann folgt PE und danach PIB. Wir vergleichen die Zahl der Methylgruppen. 1, 0 und 2. Hinsichtlich der Festigkeit gibt es offensichtlich bei PP ein Optimum. PS, Polystyrol, der Kunststoff hat diese Struktur. Es handelt sich um einen Thermoplast, der durchsichtig ist. Dieser Messbecher wurde daraus gefertigt. Leider ist PS spröde, daher wird es häufig mit anderen Polymeren als Copolymer, z. B. in ABS verwendet. BR das ist die Abkürzung für Butadiene Rubber, also Butadiengummi. Man sagt auch Butadien-Kautschuk, künstlicher Kautschuk. Das ist seine Formel. In der Kette findet man eine Doppelbindung. BR ist ein Elastomer. Aus dem größten Teil werden Autoreifen hergestellt. Das Polymer nennt man auch Polybutadien. IR, Isoprene Rubber, das ist Naturkautschuk. Man kann ihn seit 1912 synthetisch herstellen. So sieht seine Formel aus. Es ist ein Elastomer. Nach wie vor wird Naturkautschuk auf Plantagen gewonnen. Korrekter heißt der Kunststoff Polyisopren. PVC, Polyvinylchlorid. Das Makromolekül enthält Chloratome. PVC ist ein Thermoblast. Da er spröde ist, wird häufig Weichmacher zugesetzt. Bei Bränden wird Chlorwasserstoff abgespalten, trotz der Nachteile gibt es viele Anwendung, z. B. als Rohr, Vorhang oder Schlauch. PAN, Polyacrylnitril, der Kunststoff ist spinnbar, d. h. man kann Fasern aus ihm herstellen. Aus PAN gewinnt man Kunstwolle und daraus Textilien. PMMA, Polymethylmethaacrylat. Dieses Molekül enthält eine Estergruppe. Den Stoff nennt man auch Plexiglas oder Acrylglas. Aus PMMA stellt man bruchsicheres Kunstglas her, auch optische Linsen, wie die Linsen dieser Brille, werden daraus gefertigt. PTFE, Polytetrafluorethylen. Dieses Polymere enthält statt der Wasserstoffatome, Chloratome. PTFE ist säure- und basenfest und brennt nicht. Geräte und Apparaturen werden daraus gefertigt. Im Chemielabor werden solche Rührhülsen aus PTFE verwendet. Solche Manschetten um den Stopfen dienen dazu, dass sich der Stopfen nicht festfrisst. Unter den vielen, vielen Anwendungen möchte ich dieses Band, die Scheiben und die Beschichtung der Bratpfanne nennen. Die Pfannenbeschichtung kennt ihr besser unter dem Namen Teflon.   3. Polykondensate Diese Polymere entstehen durch Polykondensation. Beispielsweise reagiert eine Disäure mit einem Diol. Durch wiederholte Wasserabspaltung entsteht ein Polykondensat. Das Polymere nennt man Polyethylenterephtalat, abgekürzt PET. PET, das ist ein Polyester. Finden wir PET unter dem Recyclingcode, so handelt es sich um einen Polyester. Hier ist noch ein kleiner Fehler, den möchte ich korrigieren. PET verwendet man für Getränkeflaschen. Man sieht hier auch schön die Aufschrift zu recyceln und PET. Außerdem werden Polyester für Textilien verwendet. PA, Polyamide. Polyamide kann man aus Dicarbonsäuren und Diaminen herstellen. Durch fortlaufende Wasserabspaltung bildet sich das Polyamid. Dieses hier hat Markennamen Nylon. Man kann auch Epsylon-Caprolactam zur Ringöffnung führen, natürlich ist das kein Polykondensat, dieser Kunststoff hat den Markennamen Perlon. Polyamide findet man bei Haushaltsgeräten und in der Bekleidung.   4. Polyaddukte Diese Polymere entstehen durch Polyaddition. Ein Diisocyanat reagiert beispielsweise mit einem Diol. Es entsteht ein Makromolekül. Dieses enthält Urethangruppen, man nennt sie auch Carbamatgruppen. Ein Polyurethan ist entstanden. Man verwendet die Abkürzungen PU und PUR. PU ist ein wahrer Wunderkunststoff, vom Schaum über das Elastomer zum Baumaterial kann man alles fertigen. Eine kleine Auswahl an Produkten: Dämmschaum, der Fußball, die Schwämme und die Schuhe.   5. Mischpolymere Hier hat man zu unterscheide zwischen Copolymeren, das heißt chemischen Verbindungen und Mischpolymeren, wo die Polymere physikalisch miteinander vermischt sind. Wir wollen nicht unterscheide und beide gemeinsam betrachten. ABS, ein Acryl-Butadien-Styrol-Polymer, das Copolymere ist sehr widerstandsfähig, z. B. ist diese Espressomaschine daraus gefertigt. SAN, Styrol-Acrylnitril-Polymere, dieser Messbecher besteht darauf. PP/PE, wenn man Polypropylen und Polyethylen copolymertisiert erhält man ein interessantes Copolymer. Es ist elastisch, richtiger Gummi. Polyester, Elastan. PET für Polyester kennen wir bereits. Elastan hat auch die Namen Lycra oder Spandex. Es besteht aus Polyurethan und Polyethylenglycol. Das Mischpolymer findet in der Bekleidungsindustrie Verwendung und weitere attraktive Anwendungen. Lycra-Polyamid, Polyamid-Elastan und Nylon-Elastan. Es handelt sich immer um Polyamid-Elastan-Gemische. Und zum Schluss schließlich, Baumwoll-Elastan, Kunstseide-Elastan.   6. Zusammenfassung Bei der Bestimmung eines Polymeres hilft der Recyclingcode. 01-07 heißt Kunststoff. PE z.B. bedeutet Polyethylen. Im Video habe ich 10 Polymerisate vorgestellt. 2 Polykondensate: PET, Polyester und Polyamide, PA wurden genannt. Als einziges Polyaddukt habe ich Polyurethan betrachtet. Zuletzt wurde euch eine Reihe von Mischpolymeren vorgestellt, wovon der größte Teil in der Textilindustrie Verwendung findet.

Ich danke für die Aufmerksamkeit, alles Gute, auf Wiedersehen.