Oberstufen-Chemiebuch Kontextorientiert/Kunststoffe mit vielfältiger Anwendung (Polyester): Unterschied zwischen den Versionen
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Der Name '''Polyester''' ergibt sich aus der Art und Weise, wie die Polymerkette aufgebaut wird, also entsteht. | Der Name '''Polyester''' ergibt sich aus der Art und Weise, wie die Polymerkette aufgebaut wird, also entsteht. Nämlich durch die Reaktion von Alkoholen und Carbonsäuren zu Estern. | ||
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Damit sich eine lange Ketten bilden kann, muss die Veresterung aber weiterhin möglich sein, deshalb brauchen die Monomere zwei funktionelle Gruppen. So könnte man zum Beispiel Diole und Dicarbonsäuren miteinander reagieren lassen. | Damit sich eine lange Ketten bilden kann, muss die Veresterung aber weiterhin möglich sein, deshalb brauchen die Monomere zwei funktionelle Gruppen. So könnte man zum Beispiel Diole und Dicarbonsäuren miteinander reagieren lassen. | ||
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Haben zwei dieser Monomere zusammen eine Estergruppe gebildet, so sind außen immer noch funktionelle Gruppen vorhanden, die wiederum mit anderen Diolen und Dicarbonsäuren reagieren können. | Haben zwei dieser Monomere zusammen eine Estergruppe gebildet, so sind außen immer noch funktionelle Gruppen vorhanden, die wiederum mit anderen Diolen und Dicarbonsäuren reagieren können. | ||
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Daraus ergibt sich die Möglichkeit, dass sich so unendlich lange Ketten bilden können, in denen immer wieder Estergruppen vorkommen. Wie bei den reinen Kohlenwasserstoff-Polymeren, kann man die Darstellung der Polymerketten abkürzen, indem man eine Gruppierung in der Kette sucht, die immer und immer wieder vorkommt. Bei dem Beispiel von eben, könnte man das dann so darstellen, wobei die Estergruppen hervorgehoben sind. | Daraus ergibt sich die Möglichkeit, dass sich so unendlich lange Ketten bilden können, in denen immer wieder Estergruppen vorkommen. Wie bei den reinen Kohlenwasserstoff-Polymeren, kann man die Darstellung der Polymerketten abkürzen, indem man eine Gruppierung in der Kette sucht, die immer und immer wieder vorkommt. Bei dem Beispiel von eben, könnte man das dann so darstellen, wobei die Estergruppen hervorgehoben sind. | ||
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{{Kurzregel|'''Allgemein:''' <u>Di</u>ole + <u>Di</u>carbonsäuren ⟶ Polyester | |||
:: ''Hinter dieser allgemein Regel steht die Notwendigkeit, das zur Herstellung von einer langen Polymerkette kleinere Einheiten zusammengefügt werden müssen. Bei der Polyesterbildung entsteht aus zwei funktionellen Gruppen ein gemeinsame Gruppe, die die kleinen Einheiten verbindet.''}} | |||
== Geschichtliches == | |||
== Bekannte Polyester == | |||
Polyester kommen in vielen Produkten des Alltags vor. Die folgenden Beispiele sind verschiedene Polyester, die aus sehr unterschiedlichen Monomeren hergestellt werden. | |||
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File:HK TST Space Museum Soft drink vending machine Bonaqua plastic bottle water Dec-2012.JPG|'''PET''' ist '''Polyethylenterephthalat''' aus dem die meisten Plastikflaschen bestehen. Es ist ein transparenter und stabiler Kunststoff, der ohne Zusätze wie Weichmacher genutzt werden kann und daher für Lebensmittel geeignet ist. | |||
File:Interference-colors.jpg|CD/DVD/BlueRayDVD bestehen alle als dem Kunststoff '''Polycarbonat''' kurz '''PC'''. Der transparente Kunststoff ist hochstabil, was für die Anwendung notwendig ist, damit er sich nicht verbiegt. | |||
File:WireSpooler.JPG|Das bei 3D-Drucken am häufigsten verwendete Filament besteht aus '''PLA''', einem '''Polylactid''', (''umgangssprachlich Polymilchsäure''). | |||
File:Carbon Fiber and Kevlar Canoe.jpg|Viele faserverstärkte Kunststoffe nutzen ein '''Polyesterharz''' als Gießharze für Faserverbundwerkstoffe für die verschiedenen Arten von Fasern. Meist heißen sie '''UP''' für '''ungesättigte Polyesterharze'''. Verwendung finden sie an vielen Stellen in Sport-, Auto- und Flugzeugbau. | |||
File:420 Class Dinghies with spinnakers.jpg|'''Trevira''' und '''Dacron''' sind zwei bekannte Markennamen für Faserkunststoffe, die ebenfalls aus Polyester hergestellt werden. Während Trevira mehr im Bekleidungsbereich genutzt wird, findet Dacron Anwendung im Sport (z.B. Segel, Bogensehnen, ...) und in der Medizin aas Nahtmaterial. | |||
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=== Polyethylenterephthalat PET=== | |||
Das Polyester, mit wir sicherlich am meisten in Kontakt kommen ist das PET. | |||
==== Herstellung von PET-Flaschen ==== | |||
==== Recycling von PET ==== | |||
[[Datei:Plastic-recyc-01.svg|150px|mini|Recycling-Code für PET]] | |||
==== Gesundheitsgefahr durch PET? ==== | |||
Viele Kunststoffe brauchen Zusätze, um sie wirklich gut nutzbar zu machen. Dabei ist vor allem das Bisphenol A oder Orthophthalate ins Gespräch gekommen, da man ihm eine Östrogenähnliche Wirkung nachweisen konnte. Obwohl PET kein Bisphenol A oder andere Zusätze enthält, wurden in zwei in 2009 bzw. 2011 veröffentlichten Artikeln auf mögliche Auswirkungen von PET auf Wasser hingewiesen. Gegenstand dieser Artikel sind Studien, in denen die hormonelle Wirkung von Wasser untersucht und verglichen wurde, welches entweder in Glas- oder in PET-Flaschen aufbewahrt worden war. In einer Stellungnahme durch das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) wird die Versuchsdurchführung kritisiert und darauf hingewiesen, das womöglich nicht das PET die Ursache ist, sondern die Dichtung in den Deckeln ([http://www.bfr.bund.de/cm/343/hormonell_wirkende_substanzen_in_mineralwasser_aus_pet_flaschen.pdf Original-Stellungname des BfR]). | |||
<center><gallery heights=200px widths=230px caption="PET und Bisphenol-A-Molekül-Bau im Vergleich"> | |||
File:PET Structural Formula V1.svg|PET | |||
Datei:4,4'-(propane-2,2-diyl)diphenol 200.svg|Bisphenol A | |||
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==== Polylactide ==== | |||
Datei:Shoping Bag made of PLA-Blend Bio-Flex.jpg siehe Milchsäure-Artikel | |||
[[Kategorie:Chemie]] | |||
Aktuelle Version vom 23. April 2022, 12:26 Uhr
Der Name Polyester ergibt sich aus der Art und Weise, wie die Polymerkette aufgebaut wird, also entsteht. Nämlich durch die Reaktion von Alkoholen und Carbonsäuren zu Estern.
Ein neues Polymerisationsprinzip
Hatten wir bei den bisherigen Polymeren reine Kohlenstoffketten, die sich aus Monomeren mit Doppelbindungen gebildet haben, sind es bei den Polyestern und bei vielen folgenden Polymeren Monomere, die spezielle funktionelle Gruppen haben, die eine Reaktion mit den funktionellen Gruppen anderer Monomere eingehen.
Bei den Polyestern sind es also Estergruppen die aus Alkoholgruppen und Säuregruppen bilden.
Damit sich eine lange Ketten bilden kann, muss die Veresterung aber weiterhin möglich sein, deshalb brauchen die Monomere zwei funktionelle Gruppen. So könnte man zum Beispiel Diole und Dicarbonsäuren miteinander reagieren lassen.
Haben zwei dieser Monomere zusammen eine Estergruppe gebildet, so sind außen immer noch funktionelle Gruppen vorhanden, die wiederum mit anderen Diolen und Dicarbonsäuren reagieren können.
Daraus ergibt sich die Möglichkeit, dass sich so unendlich lange Ketten bilden können, in denen immer wieder Estergruppen vorkommen. Wie bei den reinen Kohlenwasserstoff-Polymeren, kann man die Darstellung der Polymerketten abkürzen, indem man eine Gruppierung in der Kette sucht, die immer und immer wieder vorkommt. Bei dem Beispiel von eben, könnte man das dann so darstellen, wobei die Estergruppen hervorgehoben sind.
- Hinter dieser allgemein Regel steht die Notwendigkeit, das zur Herstellung von einer langen Polymerkette kleinere Einheiten zusammengefügt werden müssen. Bei der Polyesterbildung entsteht aus zwei funktionellen Gruppen ein gemeinsame Gruppe, die die kleinen Einheiten verbindet.
Geschichtliches
Bekannte Polyester
Polyester kommen in vielen Produkten des Alltags vor. Die folgenden Beispiele sind verschiedene Polyester, die aus sehr unterschiedlichen Monomeren hergestellt werden.
PET ist Polyethylenterephthalat aus dem die meisten Plastikflaschen bestehen. Es ist ein transparenter und stabiler Kunststoff, der ohne Zusätze wie Weichmacher genutzt werden kann und daher für Lebensmittel geeignet ist.
CD/DVD/BlueRayDVD bestehen alle als dem Kunststoff Polycarbonat kurz PC. Der transparente Kunststoff ist hochstabil, was für die Anwendung notwendig ist, damit er sich nicht verbiegt.
Das bei 3D-Drucken am häufigsten verwendete Filament besteht aus PLA, einem Polylactid, (umgangssprachlich Polymilchsäure).
Viele faserverstärkte Kunststoffe nutzen ein Polyesterharz als Gießharze für Faserverbundwerkstoffe für die verschiedenen Arten von Fasern. Meist heißen sie UP für ungesättigte Polyesterharze. Verwendung finden sie an vielen Stellen in Sport-, Auto- und Flugzeugbau.
Trevira und Dacron sind zwei bekannte Markennamen für Faserkunststoffe, die ebenfalls aus Polyester hergestellt werden. Während Trevira mehr im Bekleidungsbereich genutzt wird, findet Dacron Anwendung im Sport (z.B. Segel, Bogensehnen, ...) und in der Medizin aas Nahtmaterial.
Polyethylenterephthalat PET
Das Polyester, mit wir sicherlich am meisten in Kontakt kommen ist das PET.
Herstellung von PET-Flaschen
Recycling von PET
Gesundheitsgefahr durch PET?
Viele Kunststoffe brauchen Zusätze, um sie wirklich gut nutzbar zu machen. Dabei ist vor allem das Bisphenol A oder Orthophthalate ins Gespräch gekommen, da man ihm eine Östrogenähnliche Wirkung nachweisen konnte. Obwohl PET kein Bisphenol A oder andere Zusätze enthält, wurden in zwei in 2009 bzw. 2011 veröffentlichten Artikeln auf mögliche Auswirkungen von PET auf Wasser hingewiesen. Gegenstand dieser Artikel sind Studien, in denen die hormonelle Wirkung von Wasser untersucht und verglichen wurde, welches entweder in Glas- oder in PET-Flaschen aufbewahrt worden war. In einer Stellungnahme durch das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) wird die Versuchsdurchführung kritisiert und darauf hingewiesen, das womöglich nicht das PET die Ursache ist, sondern die Dichtung in den Deckeln (Original-Stellungname des BfR).
- PET und Bisphenol-A-Molekül-Bau im Vergleich
PET
Bisphenol A
diphenol_200.svg)
Polylactide
Datei:Shoping Bag made of PLA-Blend Bio-Flex.jpg siehe Milchsäure-Artikel
