EL-MO II Moleküle, Schulbuch

157 ■ 157.1: Untersuchung von Kunststoffpro- ben Untersuch kleine Proben der Kunststoffe PE, PP, PS und PVC mittels Beilstein-Probe und Brennprobe! Verwend eine Tiegelzan- ge! Acht darauf, dass kein geschmolzener Kunststoff in den Brenner tropft! Blas die Flamme sofort nach deiner Beobachtung aus! Vor allem bei PVC nur sehr kurze Brennprobe (ätzendes HCl-Gas)! SCHÜlerVerSuCH ■ 157.1: Weshalb wird PVC für die Isolation von Elektroleitungen von Hausinstallationen verwendet? Bedenk die Folgen eines eventu- ellen Kurzschlusses mit Kabelüberhitzung! ■ 157.2: Berechne den Chlorgehalt von PVC in Massenprozent! ■ 157.3: Wiederhol die Probleme der Chlorchemie! Benutz dazu Elemente, Kap. 5.2! ÜBUngEn Polystyren PS (Polystyrol) PS, das durch radikalische Polymerisation aus Styren hergestellt wird, ist ein ziemlich spröder Kunststoff. Billige Lineale und Zeichendreiecke, die beim Biegen kleine Sprünge bekommen und beim Werfen auf eine harte Unterlage „scheppernd“ klingen, sind aus PS, ebenso die Hüllen von CDs. Zur Verringerung der Sprödigkeit setzt man beim Polymerisieren heute geringe Mengen Butadien zu (Copo- lymerisation). PS ist im Gegensatz zu PE und PP in vielen unpolaren Lösungsmitteln löslich, vor allem in Aromaten. Daher ist sein Einsatz für Hohlkörper für die Chemikali- enverpackung nicht möglich. Gegen wässrige Lösungen ist PS stabil. In Österreich wer- den Molkereiprodukte wie Jogurt in PS verpackt. Daher ist ein Recycling möglich, da Jogurtbecher sortenreines PS sind. (Abb. 157.1) Die Hauptbedeutung von PS liegt in der Herstellung von Kunststoffschäumen (EPS: expandiertes PS, Handelsname Styropor® ). Als Treibmittel dient ein Zusatz von Pentan in der Kunststoffmasse. Beim Erhitzen mit Wasserdampf wird das PS-Granulat weich, das Pentan verdampft und schäumt die Kügelchen auf. So erzeugt man stoßsichere Verpackungen zB für elektronische Geräte. Für die Bauindustrie werden PS-Hartschäu- me mit höherer Druckfestigkeit als Wärmedämmung für Fassaden verwendet. Ein sol- cher Vollwärmeschutz erspart schon nach kurzer Zeit mehr Heizenergie, als Erdöl zu seiner Herstellung nötig war. Bei der Brennprobe brennt PS mit hell leuchtender, stark rußender Flamme. Die Zersetzungsgase riechen nach Styren, ein Geruch, der von diver- sen Versiegelungslacken und Polyesterharzen bekannt ist. Polychlorethen (Polyvinylchlorid) PVC Der Ausgangsstoff für PVC, das Chlorethen, wur- de früher Vinylchlorid genannt. Es ist ein giftiges (Leber), mutagenes und Krebs erregendes Gas (TRK-Wert 2 ppm). Bei der PVC-Herstel- lung werden daher umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen gegen das Entweichen von Vinylchlorid getroffen. PVC selbst ist ungiftig, für seinen Feinstaub allerdings gilt ein MAK-Wert von 5 ppm. Für die Herstellung von PVC ist nur etwa halb so viel Erdöl nötig wie für andere Kunststoffe. Über die Hälfte der Masse des PVC bestehen aus Chlor. PVC ist heute das wichtigste Produkt zur Verwertung des Chlors, das bei der Natronlauge- Herstellung anfällt. PVC ist aufgrund der polaren Bindung zwischen Kohlenstoff und Chlor härter und spröder als etwa PE. (Abb. 157.2) Über 60 % des PVC kommt als Hart-PVC in den Handel. Der Kunststoff ist hart und sprö- de. Er dient zur Herstellung von Abflussrohren und Profilen, etwa für Kunststofffenster. Die Hohlkörperherstellung für die Lebensmittelverpackung ist stark rückläufig. Ketch- up- und Essigflaschen, die früher aus PVC waren, sind heute auf andere Kunststoffe wie PE oder PP umgestellt. Setzt man dem PVC Weichmacher zu, so werden die starken Wechselwirkungen zwischen den Ketten durch die Weichmacher-Moleküle schwächer – PVC wird weich und biegsam (Weich-PVC). So werden < 40 % des PVC zu Folien, Fuß- bodenbelägen, Schläuchen, Kabelisolierungen und Kunstleder verarbeitet. In Österreich werden in der Lebensmittelverpackung keine PVC-Folien mehr verwendet. Bei der Brennprobe erlischt PVC von selbst, sobald man es aus der Brennerflamme nimmt. Weich-PVC mit hohem Weichmachergehalt kann allerdings weiterbrennen. Die Abgase reagieren durch den HCl-Gehalt stark sauer und riechen stechend. Die Verbren- nung erfolgt rußend, der Rückstand ist verkohlt. Als empfindlicher PVC-Nachweis dient die Beilstein-Probe. Ein ausgeglühter heißer Kupferdraht, mit dem man die PVC-Probe berührt, färbt die Brennerflamme beim erneuten Glühen grün (Kupfer-Flammenfärbung, die nur bei Anwesenheit von Chlor auftritt, da hier flüchtiges Kupferchlorid entsteht). C n H C H H n C H C H H Cl C n H C H H n Cl C H C H H PS Jogurtbecher CD-Hüllen Spritzgussteile Stoßsichere Verpackung (Weichschäume) Hartschäume als Wärmedämmung PVC Fensterprofile Abflussrohre Fußbodenbeläge Spielwaren Flaschen Folien Kabelummantelungen Abb. 157.2: Bildung und Verwendung von PVC Abb. 157.1: Bildung und Verwendung von PS 10.2 vOllsYnthetIsche KunststOffe Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv