Die Werkstoffgruppe der Kunststoffe

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Einsatzgebiete der Kunststoffe

Elektrik und Elektronik: Isolations - oder Mantelmaterial für Kabeln; Gedruckte Sensoren, organische Leuchtdioden in Displays, organische Photovoltaikzellen

Kommunikationstechink: Nachrichtenübermittlung

Dantenspeicherung

Medizin

Ereneubare Energien: organische Solarzellen in der Photovoltaik, Wärmetauscher und Leitungen in der Geothermie, Radschaufels in Wasserkraftwerken, Rottorblätter in Windkraftanlagen

Mobilität: Hochleistungskunststoffe (mit Carbonserverstärkung)

Automobil: Autoreifen, Schwingungsdämpfung - und dämmung

Technische Textilien

Verpackung

Bauwesen

Haushalt

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Eigenschaften der Kunststoffe

leicht

breites, einstellbares Sprektrum an mechanischen Eigenschaften (weich und dehnbar oder hart und steif)

niedrigen Verarbeitungstemperaturen - geringem Energieeinsatz

gute thermische und elektrische Isolatoren

transparent - lassen sich einfärben

hohe chemische Beständigkeit

durchlässig

wiedervewertbar

Nachteile: geringe maximal zulässige Temperaturbelastbarkeit

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Einsatzgebiete von Kunststoffen in Deutschland

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Kunststoff chemisch betrachtet: Grundbaustein Monomer

Kunststoff: syntetisch oder durch Umwandlung on Naturprodukten hergestellte makromolekulare Werkstoffe.

Großmoleküle bestehen aus miteinander chemisch verknüpften Monomeren, die ein kettenförmiges Makromolekül (Polymere) bilden.

Polymersynthese - Den Prozess, in dem Monomeren zu Polymeren synthetisiert werden. Polymersynthese: Polymerisation, Polyaddition, Polykondensation.

Primärprodukte zur Herstellung von Monomeren

Ethen

Propen

Benzol

Toluol

Rohstoffe für die Herstellung von Primärprodukten

Erdöl

Erdgas

Steinkohle

Steinsatz

Flussspat

Aufbereitung von Rohöl

Stichwörter: Zerlegung im Fraktionerturm mittels Distillation - Gemisch (Gas) in die Destillationskolonne einleitet - Kolonne Temperaturgradient, vom Boden beheizt, im Kopf gekühlt - Trennung des Gemisches - Crackprozess - Isolierung der Primärprodukte (Monomeren)

Crackprozess: längere Kohlenstoffverbindung der Nathafraktionen in kürzere zerlegt werden.

Aufbereitung von Erdgas

Stickwörter: bereits gasförmig - fraktionierte Kondensation - schrittweise Abgekühlt, wobei die entsprechenden Fraktionen kondensieren - Crackschritte

Aufbereitung von Steinkohle

Stickwörter: Verkokung: Koks, Kokereigas, Steinkohlenteer (Primärprodukte für die Monomergewinnung)

Aufbereitung von weiterer Rohstoffe

Kalkstein: durch Brennen Kalk gewonnen und durch eine chemische Reaktion wurde Ethin (Primärprodukt) hergestellt

Flussspat: Fluorwasserstoff, der Ausgangsprodukt für die Herstellung von Fluorpolymeren ist

Steinsalz: Chlor, welches für die Herstellung von chlorhaltigen Polymeren eingesetzt wird

Nachwahsende Rohstoffe

zukunftig eine Reduktion der Öl-Anteils notwendig ist

Herstellung von Biokunstoffen aus nachwachsende Rohstoffen: Zucker, Stärke, Zellulose, Fette, Öle, Proteine, Lignine

z.B. Polyacid aus fermentierter Maisstärke

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Recycling von Kunststoffen

Sortenreine Thermoplastabfälle: durch Zerkleinerung, Waschen, Trockung und Aufschmelzen, z.B. Bierkästen

Gemischte thermoplastische Kunststoffabfälle: zu dickwandigen produkten verarbeitet werden

durch Hydrolyse, Alkoholyse oder Pyrolyse können Kunststoffe nach chemischer Bauart wieder in ihre Grundsubstanzen zerlegt werden unde neue Kunststoffe synthetisieren

Duroplaste und Elastomere sind unschmelzbar, daher werden sie mechanisck zerkleinert und können als Füllstoffe wieder eingesetzt werden