Stoffe, Schulbuch

1 Kapitelname 86 7 Die Umwandlung von Stoffen durch den Menschen Abb. 86.1: Die Polymerisation – die Kugeln stellen die unterschiedlichen Reste der verschie- denen Polymerisate dar. Abb. 86.2: Produkte aus und Molekülmodelle von PE 7.2 Wichtige Kunststoffe entstehen durch Polymerisation Die Polymerisation ist die Herstellungsmethode für wichtige Kunststoffe, die man Polymerisate nennt. Die Kunststoffe PE (Polyethen), PP (Polypropen), PS (Polystyren) und PVC (Polyvinylchlorid) sind Polymerisate. Alle vier sind auch leicht zu verarbeitende Plastomere. Die Ausgangsstoffe für die Herstellung von PE und PP gewinnt man in der Raffinerie beim Cracken. Bei der Polymerisation reagieren viele kleine Monomere zu einem großen Polymeren. Die Monomeren haben eine Doppelbindung und gehören zur Stoffklasse der Alkene. Polyethen (PE, früher Polyethylen) ist weltweit der häufigst hergestellte Kunst- stoff. Je nach Herstellungsverfahren gibt es ihn in zwei Sorten HDPE (high density PE, PE mit hoher Dichte) und LDPE (low density PE, PE mit niedriger Dichte). HDPE hat die viel längeren Molekülketten (bis über hunderttausend Kohlenstoffatome). Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Behältern wie Kanistern und Chemikalienverpackungen verarbeitet. Auch Schibeläge sind aus HDPE. Folien kann man ebenfalls herstellen. Die sehr dünnen Plastiksa- ckerl, die beim Reiben knistern, sind aus HDPE. LDPE ist weicher und hat Ketten von etwas über tausend Kohlenstoffatomen. Es ist der wichtigste und billigste Kunststoff zur Folienherstellung. Plastiksa- ckerl, Schrumpffolien zur Palettenverpackung und Baufolien sind aus LDPE. Auch Behälter für Küche und Haushalt sind aus diesem Kunststoff. PE ist leicht durch die Brennprobe zu erkennen (Versuch 87.1). Es brennt mit schwach leuchtender, nicht rußender Flamme und schmilzt und tropft dabei. Beim Ausblasen tritt ein Geruch nach erloschener Kerze auf. Paraffin (Kerzen- wachs) und PE sind beide kettenförmige Kohlenwasserstoffe. Oft wird behauptet, Kunststoffe dürfe man nicht verbrennen. Dies gilt zwar für normale Öfen in Haushalten, da diese nicht für Substanzen gebaut sind, die beim Brennen schmelzen, aber nicht für die Müllverbrennungsanlage. Dort verbrennt PE problemlos zu CO 2 und H 2 O. Der gute Heizwert der Kunststoffe im Müll macht die Müllverbrennung heute rentabel, der Heizwert des Stadtmülls ist etwa so groß wie der von Braunkohle. Früher musste man bei der Müllver- brennung Gas zufeuern, um den Müll zu verbrennen. Dies ist heute nicht mehr nötig, da genügend brennbare Kunststoffe im Müll vorhanden sind. Polypropen (PP, früher Polypropylen) ist ein Kunststoff mit ähnlichen Eigen- schaften wie HDPE. Er wird auch zu denselben Produkten verarbeitet. Da PP mechanisch widerstandsfähiger und leichter als HDPE ist, wird sein Einsatz in Zukunft steigen. PP gibt eine ähnliche Brennprobe wie PE, der Geruch der Crackgase ist aber nicht so charakteristisch. PP besteht aus verzweigten Koh- lenwasserstoffketten und es bilden sich daher andere Verbrennungsgase. Polystyren (PS, früher Polystyrol) ist uns als Verpackungsmaterial für Joghurt bekannt. Diese Becher sind alle aus dem gleichen Kunststoff und können daher wiederverwendet werden. Auch Verpackungen für CDs sind aus PS. Es ist ein ziemlich spröder Kunststoff, der leicht Sprünge bekommt. Die wichtig- ste Verwendung für PS ist als PS-Schaum. Unter den Handelsnamen Styropor®, Styrodur® oder Frigolit® wird es sowohl für stoßsichere Verpackungen als auch MONOMERE POLYMERE C C C C C CC C C C C CC C C C C C C C C H 2 H 2 C C H 2 H 2 C C H 2 H 2 C C H 2 H 2 C C H 2 H 2 C C H 2 H 2 C Abb. 86.3: Produkte aus und Molekülmodelle von PP CH H 2 C CH H 2 C CH H 2 C CH H 2 C CH H 2 C CH H 2 C CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 C C H H H H C C H H H H C C H H H H C C H H H H Viele Monomere Molekülkette eines Polymeren Ethen-Moleküle Polyethen-Molekül Viele Monomere Molekülkette eines Polymeren Propen-Moleküle Polypropen-Molekül C C H CH 3 H H C C H H H C C H H H C C H H H CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv