Die Erfindung der Kunststoffe revolutionierte viele Gebiete unseres Lebens und sie sind heute nicht mehr wegzudenken. Wo liegen ihre Vor- und Nachteile, wie sind sie zusammengesetzt, wo kommen sie zum Einsatz?
Inhaltsverzeichnis
1. Was sind Kunststoffe ?
Seit wann gibt es sie und warum ?
Wo liegen die Vor- und Nachteile ?
2. Welche Arten von Kunststoffen gibt es ?
Beispiele für Herstellung, Eigenschaften und Verwendung
3. Ergänzende Bemerkungen
4. Verwendete Literatur
Zielsetzung und Themen
Die vorliegende Arbeit gibt einen grundlegenden Überblick über das Themenfeld der Kunststoffe, ihre historische Entwicklung, ihre stoffliche Einteilung sowie ihre Bedeutung in Industrie und Alltag. Dabei wird insbesondere die Abhängigkeit der modernen Gesellschaft von diesen synthetischen Materialien und deren ökologische sowie ökonomische Problematik analysiert.
- Historische Entwicklung und Motivation zur synthetischen Herstellung
- Chemische Grundlagen der Polymerisation
- Differenzierung in Thermoplaste, Duroplaste und Elastoplaste
- Wirtschaftliche Bedeutung und industrielle Anwendungsfelder
- Umweltaspekte, Abfallproblematik und Entsorgungswege
Auszug aus dem Buch
1. Was sind Kunststoffe ?
Seit Jahrtausenden liefert die Natur dem Menschen organische Werkstoffe, die wie Holz, Wolle, Pflanzenfasern, Stroh, Leder und Baumwolle aus makromolekularen Verbindungen aufgebaut sind. Makromoleküle sind ihrerseits aus vielen einzelnen Atomen zusammengesetzte Moleküle von hohem Molekulargewicht. Die vielseitige Verwendbarkeit der oben genannten Naturprodukte ließ es dem Menschen wünschenswert erscheinen, diese Stoffe nachzuahmen, also künstlich herstellen zu können – denn der Ertrag war bei den Naturprodukten immer abhängig von den Launen der Natur, also vom Wetter und vom Klima. Außerdem würde die künstliche Herstellung eine Selbstversorgung auch dort möglich machen, wo das jeweilige Naturprodukt nicht oder nicht ausreichend vorhanden war – das wiederum bedeutete eine geringere Abhängigkeit vom Import. Es galt also, das molekulare Bauprinzip der Naturstoffe zu erkennen, um sie nachahmen zu können und dann eventuell sogar zu übertreffen.
Zunächst gelang es vor etwa hundert Jahren, vorhandene Naturstoffe chemisch umzuwandeln: Aus dem Naturstoff Kautschuk entwickelte man vulkanisierten Kautschuk, der härter ist und die Grundlage zur Herstellung von Autoreifen, Schläuchen und Schuhen. Wenig später wurde aus Zellulose das Zelluloid, bekannt als damalige Basis für die Herstellung von Filmen, heute vor allem das Material für Tischtennisbälle. Auch Zellwolle und Kupferspinnfasern sind solche Umwandlungsprodukte. Aber erst mit der Entdeckung grundlegender Einzelheiten der molekularen Zusammensetzung dieser Kunststoffe konnte man dann vor etwa 80 Jahren dazu übergehen, makromolekulare Stoffe vollkommen synthetisch, also künstlich, herzustellen. In irgendeiner Phase ihrer Gewinnung haben alle diese Kunststoffe einen gewissen Grad der Verformbarkeit, daher nennt man sie auch „plastische Massen“. Der Begriff „synthetisch“ bezieht sich auf das Verfahren, Makromoleküle aus Stoffen mit kleinen Molekülen (Monomeren) zu bilden – man nimmt also eine Synthese vor. Das Verfahren selbst heißt Polymerisation. Polymere sind immer aus Makromolekülen gebildet, die durch Zusammenschluss vieler kleiner Moleküle entstanden sind. Auch Kunststoffe sind also Polymere.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Was sind Kunststoffe ?: Dieses Kapitel erläutert die historische Entwicklung von natürlichen zu synthetischen Makromolekülen und definiert grundlegende Begriffe wie Polymerisation und plastische Massen.
2. Welche Arten von Kunststoffen gibt es ?: Hier werden Kunststoffe basierend auf ihrem thermischen Verhalten in die drei Gruppen Thermoplaste, Duroplaste und Elastoplaste unterteilt und hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Herstellung detailliert beschrieben.
3. Ergänzende Bemerkungen: Dieses Kapitel betrachtet die wirtschaftliche Rolle der Kunststoffindustrie, die globalen Absatzmärkte sowie Umweltfragen im Zusammenhang mit Abfallbeseitigung und Ressourcenschonung.
4. Verwendete Literatur: Dieses Verzeichnis nennt die für die Arbeit herangezogenen Fachquellen aus Physik, Chemie und Enzyklopädien.
Schlüsselwörter
Kunststoffe, Polymere, Polymerisation, Makromoleküle, Thermoplaste, Duroplaste, Elastoplaste, Vulkanisierung, Kunststoffindustrie, Erdöl, Recycling, Umweltbelastung, synthetisch, Kohlenwasserstoffe, Werkstoffe
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit bietet eine fundierte Einführung in das Thema Kunststoffe, wobei der Bogen von den chemischen Grundlagen bis hin zu den industriellen Anwendungsmöglichkeiten und ökologischen Herausforderungen gespannt wird.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die historische Evolution der Kunststoffherstellung, die chemische Klassifizierung in drei Hauptgruppen sowie die ökonomische Bedeutung und die Entsorgungsproblematik von Kunststoffabfällen.
Welches ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, aufzuzeigen, wie Kunststoffe durch die gezielte Nachahmung und Verbesserung natürlicher molekularer Bauprinzipien entstanden sind und warum sie heute als unverzichtbare Werkstoffe in nahezu allen Lebensbereichen gelten.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt eine deskriptive und analysierende Methode, um chemische Syntheseprozesse wie die Polymerisation verständlich darzulegen und diese in einen größeren industriell-technischen Zusammenhang einzuordnen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil liegt der Schwerpunkt auf der wissenschaftlichen Einteilung der Kunststoffe in Thermoplaste, Duroplaste und Elastoplaste, erläutert durch Beispiele wie Polyäthylen, PVC, Phenolharze und Kautschuk.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie Polymere, Polymerisation, Makromoleküle sowie die verschiedenen Kunststoffgruppen und deren industrielle Anwendung geprägt.
Warum sind Thermoplaste bei Erwärmung verformbar?
Thermoplaste bestehen aus fadenförmigen Makromolekülen, die nur durch schwache zwischenmolekulare Kräfte zusammengehalten werden. Durch Zufuhr von Wärme lösen sich diese Bindungen, wodurch sich die Molekülketten frei gegeneinander bewegen können.
Was unterscheidet Elastomere von den anderen beiden Kunststoffgruppen?
Elastomere nehmen eine Zwischenstellung ein: Ihre Moleküle sind vereinzelt durch Brücken verbunden (nicht starr vernetzt), was ihnen eine hohe Elastizität verleiht, sodass sie sich bei Zug dehnen lassen und bei Entlastung in ihre geknäuelte Ausgangsform zurückkehren.
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- Christian Winkelmann (Author), 1989, Herstellung und Verwendung des Allrounders Kunststoff, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/5867
