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Thermoplaste

Makromoleküle / Kunststoffe / Einteilung der Kunststoffe
Die Moleküle der linearen bis wenig verzweigten Thermoplaste (von altgriechisch: θερμός thermós = warm, heiß und πλάσσειν plássein = bilden, formen) stehen untereinander durch zwischenmolekulare Kräfte (Van-der-Waals-Kräfte) und durch Wasserstoffbrückenbindungen in Wechselwirkung, welche dem Kunststoff seine Festigkeit verleiht. Eben diese Wechselwirkungen lassen sich aber leicht durch Wärme vermindern bis weitestgehend aufheben – der Kunststoff ist schmelzbar bzw. durch Wärme zumindest so zum Erweichen zu bringen, dass er sich z.B. in eine Form pressen lässt. Die DIN 7724 definiert sie daher als „polymere, bei Gebrauchstemperatur weiche oder harte Werkstoffe, die oberhalb der Gebrauchstemperatur einen Fließübergangsbereich besitzen“.

Betrachten wir die molekulare Ebene dieses Vorganges etwas genauer: Die weitestgehend linearen Moleküle der T. „verknäulen“ sich zufällig, was zu transparenten (durchsichtigen) Kunststoffen führt, man nennt diesen Zustand auch amorph. Für besondere Anwendungen lassen sich diese Knäule aber auch „recken“, also statt der Knäulform in eine tendenziell geordnetere Form bringen, tatsächlich bilden sich dadurch kristalline Bereiche aus. Diese „gereckten“ T. besitzen dann in eine Richtung teilweise extrem hohe Zugfestigkeiten – was auch verständlich ist, ist dieser Vorgang doch auf molekularer Ebene so etwas, wie ein Garn aus einer Wolle zu Spinnen

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Recken eines Thermoplasts

Selbst gereckte Kunststoffe, oder solche, die alleine aufgrund ihrer Zusammensetzung schon zur Ausbildung von kristallinen-  (zusätzlich zu den amorphen-) Bereichen neigen, lösen nun beim langsamen Erwärmen zunächst den Zusammenhalt in den amorphen Bereichen. Die Temperatur, bei der der Zusammenhalt ausreichend locker ist, um den Kunststoff weich und formbar werden zu lassen, nennt man Glasübergangstemperatur.

Beim weiteren Erwärmen lösen sich irgendwann auch die kristallinen Bereiche, der Kunststoff schmilzt, weshalb man hier von der Schmelztemperatur spricht.

Auch bestimmte Lösungsmittel vermögen die Wechselwirkungen zu beeinflussen, allerdings nicht bei allen Thermoplasten: PS (Polystyrol) ist sehr unbeständig gegen Hexan, während das ebenfalls thermoplastische PE (Polyethylen) sich von Hexan weitestgehend unbeeindruckt zeigt.

 

Bekannte Thermoplaste sind u.a. die Massen-Kunststoffe

 

  • Polyethylen           (PE)
  • Polypropylen         (PP)
  • Polystyrol             (PS)
  • Polyamide            (PA)
  • Polyester             (PES)
  • Polyvinylchlorid     (PVC)

 

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Übersicht über den Anteil verschiedener Kunststofftypen an der Produktion

 

Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Organische Chemie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Grundlagen der Kohlenstoffchemie
    • Einleitung zu Grundlagen der Kohlenstoffchemie
    • Orbitalmodell
    • Überblick und Formen der Orbitale
    • Grundregeln der Orbitaltheorie
    • Verteilung der Elektronen auf die Atome im Grundzustand
    • Hybridisierung
    • Hybridorbitale
    • Übersicht über die Bindungstypen
  • Nomenklatur nach IUPAC
    • Einleitung zu Nomenklatur nach IUPAC
  • Labormethoden
    • Einleitung zu Labormethoden
    • Vorbeugendes Gefahrstoffrecht
  • Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen
    • Einleitung zu Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen
    • Alkane
    • Typen von Kohlenstoffatomen
    • Wichtige Reaktionstypen der Alkane: radikalische Substitution
    • Cycloalkane
    • Alkene
    • Sonderfall Doppelbindung
    • Isomerisierung zu Cycloalkanen
    • Typische Reaktionen: Elektrophile Addition
    • Halogenalkane
    • Eliminierungsreaktion E
    • Polyene
    • Alkine
    • Alkohole
      • Einleitung zu Alkohole
      • Mehrwertige Alkohole
      • Eigenschaften der Alkanole
      • Kohlenstoff-Partner-Konstellationen
      • Bildung von Alkanolen durch eine nucleophile Substitution
      • Oxidationszahlen
      • Partielle Oxidation von Alkoholen
      • Andere typische Reaktionen der Alkohole:SN1&SN2
    • Ether
      • Einleitung zu Ether
      • Synthese von Ethern
    • Carbonylverbindungen: Aldehyde und Ketone
      • Einleitung zu Carbonylverbindungen: Aldehyde und Ketone
      • Aldehyde
        • Einleitung zu Aldehyde
        • Nachweisreaktion der Aldehyde
        • Wichtige Aldehyde
      • Ketone
      • Reaktionen von Aldehyden und Ketonen
        • Einleitung zu Reaktionen von Aldehyden und Ketonen
        • Keto-Enol-Tautomerie
        • Hydratisierung
        • Halbacetalbildung
        • Acetalbildung
        • Aldolbildung
    • Carbonsäuren
      • Einleitung zu Carbonsäuren
      • Monoalkansäuren
      • Mehrwertige Carbonsäuren
      • Carbonsäurederivate
        • Einleitung zu Carbonsäurederivate
        • Hydroxycarbonsäuren
        • Aminosäuren
        • Halogenalkansäuren
    • Ester: Bildung und Spaltung
      • Einleitung zu Ester: Bildung und Spaltung
      • Verseifung
  • Aromaten – Aromatische Kohlenwasserstoffe
    • Einleitung zu Aromaten – Aromatische Kohlenwasserstoffe
    • Das aromatische System
    • Benzol: Eigenschaften und aromatische Struktur
      • Einleitung zu Benzol: Eigenschaften und aromatische Struktur
      • Derivate des Benzols
    • Mesomerie = mesomere Grenzstrukturen
    • Typische aromatische Reaktionen
      • Einleitung zu Typische aromatische Reaktionen
      • Elektrophile aromatische Substitution
      • Übersicht der Arten der elektrophilen aromatische Substitution
      • Zweitsubstitution
      • Dirigierender Effekt
    • Acidität: Anilin und Phenol im Vergleich mit Aliphaten
  • Reaktionstypen in der organischen Chemie
    • Einleitung zu Reaktionstypen in der organischen Chemie
    • Einfluss der Molekülstruktur auf das Reaktionsverhalten
  • Isomerie
    • Einleitung zu Isomerie
    • Stereochemie
    • Zentrale Begriffe der Isomerie
    • Darstellungsformen
    • Achirale Meso-Verbindungen
    • EPA-Modell
  • Farbstoffe und Farbigkeit
    • Einleitung zu Farbstoffe und Farbigkeit
    • Licht
    • Farbwahrnehmung
    • Farbmischung
    • Farbstoffe
      • Einleitung zu Farbstoffe
      • Chromophore
      • Auxochrome
      • Cyanin-Farbstoffe
      • Azofarbstoffe
        • Einleitung zu Azofarbstoffe
        • Generelle Synthese von Azofarbstoffen
        • Erzeugung von Anilingelb
        • Azofarbstoffe als Indikatoren
      • Triphenylmethanfarbstoffe
        • Einleitung zu Triphenylmethanfarbstoffe
        • Synthese der Triphenylmethanfarbstoffe am Beispiel des Phenolphthaleins
        • Indikatorwirkung von Phenolphthalein
      • Chlorophyll
      • Indigo
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    • Einleitung zu Makromoleküle
    • Kunststoffe
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      • Recycling von Kunststoffen
  • Naturstoffchemie
    • Einleitung zu Naturstoffchemie
    • Nachweisreaktionen
    • Elementaranalyse
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      • Einleitung zu Fette
      • Gewinnung
      • Unterteilung
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      • Eigenschaften
      • Reaktionen von Fetten
      • Bedeutung von Fetten im Organismus
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    • Kohlenhydrate
      • Einleitung zu Kohlenhydrate
      • Unterteilung der Kohlenhydrate und ihre Projektionen
      • Stichpunkte zur Stereochemie der Kohlenhydrate
      • Nachweisreaktionen für Kohlenhydrate
    • Eiweiße
      • Einleitung zu Eiweiße
      • Aminosäuren = Grundbaustein der Proteine
        • Einleitung zu Aminosäuren = Grundbaustein der Proteine
        • Unterteilung der Aminosäuren
        • Essenzielle Aminosäuren
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        • Säure-Base-Titration der Aminosäuren
        • Funktionen der Aminosäuren im Körper
        • Nachweise
        • Strukturebenen der Proteinfaltung
    • Nukleinsäuren
      • Einleitung zu Nukleinsäuren
      • Nukleinsäuren: DNA
      • Nukleinsäuren: RNA
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