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Polystyrol |
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Der Name des Moleküls
der Woche beschreibt, dass diese Verbindung aus vielen (poly-)
Styroleinheiten aufgebaut ist. Das weit verbreitete Polymer
ist spröde, steif und glasklar, weshalb es beispielsweise in
Fernsehern, Küchengeräten, Kleiderbügeln, Verpackungen, Spielwaren
sowie Dia-Rahmen zum Einsatz kommt. Nicht weniger vielfältig
taucht das aufgeschäumte Polystyrol unter dem Warenzeichen Styropor
in unserem Alltagsleben auf. Als Material zur Wärme- und Geräuschdämmung,
als Verpackungsmaterial zerbrechlicher Güter, als Grundlage
für Dekorations- und Reklameartikel, Schwimmwesten und Rettungsringe
sind nur wenige Anwendungsbeispiele für diese sehr leichte Polystyrolart.
Styropor wurde 1950 von der BASF erstmals auf den Markt
gebracht, nachdem die I.G. Farben 1930 die Produktion von nicht
aufgeschäumten Polystyrol begann. Polystyrole gelten als unbedenklich
für die Gesundheit, deshalb sind sie für die Verpackung von
Lebensmitteln zugelassen. Ungünstig ist allerdings die Brennbarkeit
des Kunststoffs. Er brennt auch nach Entfernen der Zündquelle
mit rußender heller Flamme weiter. Durch Zusatz geeigneter Flammschutzmittel
wird die Entzündbarkeit von Polystyrolprodukten daher vermindert.
Deike Banser
Mehr über Polystyrol erfahren sie hier:
http://www.deutsches-kunststoff-museum.de/optimal/dplast22.htm
http://www.chemie.fu-berlin.de/fb/fachdid/kunststoffe/polystyrol.htm
http://www.basf.de/basf/html/plastics/deutsch/pages/schaum/styropor.htm
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Polyethylen |
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Dieses
Molekül ist ein Polymer – eine Verbindung vieler der
oben dargestellten Bausteine. Polyethylen oder kurz PE kann man
zu Folien ziehen, die trotz ihres geringen Gewichts sehr reißfest
sind. Diese Eigenschaft macht es zu einem idealen Verpackungsmaterial,
das als gesundheitlich unbedenklich gilt und nach der Nutzung einfach
weggeworfen werden kann. PE-Abfälle verrotten auf Halden oder
können in der Müllverbrennung ohne Freisetzung von giftigen
Gasen entsorgt werden.
Es ist das typische Material für Plastiktüten oder Einwegverpackungen
jeder Art. Es wird auch für Dichtungen, Schläuche oder
für Bootsrümpfe verarbeitet. Durch spezielle Behandlungen
macht man die Oberfläche haftfähig für Druckfarben
oder Klebstoffe.
Das Polyethylen wurde 1933 in England entdeckt. Die großtechnische
Umsetzung der Herstellung erfolgte ab 1939. Die Bedeutsamkeit des
Materials wurde durch die Vergabe eines Nobelpreises an Karl Ziegler
und Giulio Natta im Jahre 1963 gewürdigt, deren Forschung neue
Möglichkeiten zur Darstellung des Polymers eröffneten.
Im Übrigen ist das PE nicht nur ein industrielles Produkt –
Polymere dieser Art finden sich auch in der Natur zum Beispiel in
Kohlebergwerken als so genanntes Elaterit.
Links zum Thema Polyethylen
finden Sie unter:
http://www.hug-technik.com/inhalt/fb/polyethylen.htm
http://www.deutsches-kunststoff-museum.de/optimal/dplast21.htm
http://www.sonnenseite.oekoserve.net/fp/archiv/RUBwerkstoff-materialsubstanz/Polyethylen.php
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Polyvinylchlorid PVC |
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Polyvinylchlorid
ist im Alltagsgebrauch besser bekannt unter seiner Abkürzung PVC.
Ob als Material für Getränkeflaschen, als Ummantelung von Kabeln,
als Beschichtung auf Möbeln oder für Gläser, in Dichtungen, jeder
Art von Hartplastik oder auch Schallplatten, der Siegeszug dieses
Polymerisationsproduktes des Vinylchlorids ist seit den 50er Jahren
nicht mehr aufzuhalten. Eine Entwicklung, die vor allem von Deutschland
und den USA ausging. Was macht diesen Stoff so besonders?
Zum einen ist es sicherlich seine hohe Beständigkeit gegen Wasser,
Laugen, Säuren, Alkohole, Öle oder Benzine, die die Verwendung quasi
überall ermöglicht. Zum anderen lassen sich sowohl Hart-PVCs für
z.B. Schalenkoffer, Fußbodenbeläge oder Hartplastikbausteine als
auch Weich-PVCs für Dichtungen oder Fasern herstellen. Nachteilig
wirkt sich nur die geringere Härte aus: Sandkörner zerkratzen leicht
den Fußboden oder die Fensterscheiben.
Während das Polymerisationsprodukt bislang als absolut ungefährlich
und gesundheitlich unbedenklich gilt, ist die krebserregende Wirkung
des Ausgangsstoffes, Vinylchlorid, inzwischen belegt. Leider ist
auch die Entsorgung dieses Kunststoffs noch nicht ganz problemfrei.
Wegen seiner überragenden Eigenschaften steigt der Verbrauch an
diesem Material jedoch stetig an.
Stephan T. Hatscher
Links zum Thema PVC:
http://www.agpu.de/faktmenu.htm
http://www.chemie.fu-berlin.de/fb/fachdid/kunststoffe/polyvinylchlorid.htm
http://www.hug-technik.com/inhalt/fb/pvc.htm
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Nylon |
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Das
unter dem Namen Nylon® bekannt gewordene Material besteht aus Polyamid,
d. h. größtenteils aus Reihen des in der Struktur dargestellten
Bausteins.
Bei Nylon® handelt es sich um die erste vollständig synthetische
Faser, die von dem amerikanischen Chemiker Carothers in den 1930ern
entwickelt und von DuPont 1939 auf den Markt gebracht wurde, fast
zeitgleich zu der verwandten Verbindung "Perlon". Der Begriff selbst
ist eine Schöpfung der Werbung. Das Unternehmen wollte zunächst
das Produkt als "No-run" verkaufen: keine Laufmasche. Zur Verfremdung
wurden die Vokale vertauscht – doch Nulon und Nilon gab es
schon oder es entstanden Ausspracheschwierigkeiten. So kam es schließlich
zum Markennamen Nylon®. Größte Verwendung findet das Material noch
immer in der Textilindustrie, hier besonders bekannt für die sprichwörtlichen
Nylon-Strümpfe.
Spezialtextilien, gerade auch im Sportbereich, die leicht, wasserabweisend
und stabil sein müssen, werden oft aus Nylonfasern hergestellt (Paraglider,
Beschichtungen für Zelte etc.). Doch auch für die Werkstofftechnik
ist das sehr elastische und reißfeste Material von Interesse.
Stephan T. Hatscher
Allgemeine Links zum Thema Nylon®:
http://people.freenet.de/chemie-hoenig/Chemiefasern/nylon.htm
http://www.chemie.fu-berlin.de/fb/fachdid/kunststoffe/amid.htm
Folgen Sie bitte folgendem Link zu einem Versuch zur Herstellung
von Nylon®:
http://www.uni-bayreuth.de/departments/didaktikchemie/experimente/11_nylon_herstellung.htm
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Polyurethan |
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Der
Baustein der Moleküle dieser Woche ist oben dargestellt: Es handelt
sich um sogenannte Polyurethane (PUR), eine sehr flexible Kunstofffamilie.
Üblicherweise wird es aus zwei Flüssigkeiten, einem Diol (in der
Struktur rot) und einem Isocyanat (blau gezeichnet), ein gummiartig
elastischer bis hart plastischer, schaumiger oder kompakter Kunststoff
gemacht, der in wenigen Minuten aushärtet und gut verklebt werden
kann. Die mechanischen Eigenschaften sind sehr unterschiedlich und
können ideal auf die jeweilige Anwendung angepasst werden.
Die Produktpalette der Materialien aus Polyurethan reicht von Rollen
für Inliner über Armaturenbretter in Autos und Schuhsohlen bis hin
zur Füllung von Sitzmöbeln. Und wer sich bei den sommerlichen Temperaturen
ein Getränk aus dem Kühlschrank holt, sei daran erinnert, dass hier
Platten des PUR für die Wärmedämmung und Isolierung sorgen.
Die Geburtsstunde des Polymerwerkstoffes liegt im Jahr 1937, als
er von Otto Bayer entdeckt wurde. Es heißt, Bayer habe unterschiedlichste
Rezepturen ausprobiert, um die Löcher seiner Schuhsohlen zu stopfen.
Der eigentliche Durchbruch für den Tausendsassa gelang jedoch erst
in den Fünfziger Jahren.
Stephan T. Hatscher
Links zum Thema Polyurethan finden Sie unter:
http://www.chemie.fu-berlin.de/fb/fachdid/kunststoffe/urethan.htm
Weitere Infos zur Verwendung von Polyurethan:
Einer der verschiedenen Bestandteile, die bei der Produktion von Kaltschaummatratzen verwendet werden, ist beispielsweise Polyurethanschaum (PUR). Der Polyurethanschaum befindet sich im Kern der 7-Zonen-Matratze und sorgt für eine orthopädisch gesündere Schlafhaltung. Aufgrund ihrer Beschaffenheit durch die 7 verschiedenen Zonen, die die Matratze aufweist und den hohen Liegekomfort, der geliefert wird, erfreut sich die Kaltschaummatratze zunehmender Beliebtheit.
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Polytetrafluorethylene
(Teflon) |
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Die
unter dem Handelsnamen "Teflon®" bekannten polymeren Verbindungen
gehören zu einer Art besonders unempfindlicher Kunststoffe. Sie
bestehen aus Makromolekülen, die sich aus 5.000 bis 100.000 Einzelbausteinen
(siehe Abbildung) zusammensetzen. Teflon wird durch starke Säuren
und die meisten Lösungsmitteln nicht angegriffen, lässt sich problemfrei
in dem weiten Temperaturbereich zwischen -200°C bis +300°C einsetzen
und wird erst ab etwa 400° zerstört.
Die Tatsache, dass diese Verbindungen exzellente Isolatoren und
noch zugleich ungiftig sind, macht sie für die Materialchemie besonders
interessant. Durch besondere Beimengungen von Fremdstoffen lassen
sich auch die Eigenschaften des Kunststoffes noch an die jeweilige
Nutzung speziell anpassen. Im Handel findet man es dementsprechend
auch in fast beliebigen Formen.
Große Verwendung findet es in Beschichtungen (jeder kennt die "Teflon®"pfanne),
Dichtungen, in Spezialtextilien (sog. Klimamembranen enthalten oftmals
Fasern dieses Materials) und vor allem der Elektro- und Luftfahrtindustrie,
die auf leichte, unempfindliche und vielseitige Materialien angewiesen
sind.
Stephan T. Hatscher
Links zum Thema Tetrafluorethylen:
http://www.brand.de/deutsch/techinfo/plastic/plast2_d.htm
http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBsonstiges/Polytetrafluorethylen.php
http://www.brg-landeck.asn-ibk.ac.at/projekte/chemie/page16.html
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