ABS – ein hochentwickelter Kunststoff Holger Schmalz, Makromolekulare Chemie II Walter Wagner,...
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ABS – ein hochentwickelter Kunststoff
Holger Schmalz, Makromolekulare Chemie IIWalter Wagner, Didaktik der Chemie
Universität Bayreuth
Martin Weber, BASF-AG
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Was ist „Plastik“?
„Plastik“ Kunststoff Polymer= =
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Wie werden Polymere hergestellt?
Initiatoren:z.B. Radikalbildner (T, h)
InitiatorMono-mer Poly-mer
Polymerisation
Monomere:z.B. Vinyl-Verbindungen
AIBN
C N
CH3
CH3
CN
N C
CH3
CN
CH3
C CH
H
H
Styrol Methacrylsäure-methylester (MMA)
C C
C O
O
H
H
CH3
CH3
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Wie läuft eine radikalische Polymerisation ab?
1) Initiatorzerfall:
2) Kettenstart:
3) Kettenwachstum:
4) Abbruch:
C N
CH3
CH3
CN
N C
CH3
CN
CH3 2 + N2C
CH3
CH3
CN
T
I
I H2C CH
RH2C C
R
H
I+
H2C C
R
H
I H2C CH
R
+ n H2C C
R
H
I H2C C
H
Rn
Pn
Pn PmPn Pm+ z. B. Rekombination
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Wie Sie wünschen...
Größe und Größenverteilung
Topologie
eng breit
linearsternförmig
kammartig
verzweigt vernetzt
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Zusammensetzung
Homopolymer
Block-Copolymer
Statistisches Copolymer
Graft-Copolymer
Gradienten-Copolymer
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Spaghetti sind zwar keine Polymere...
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...sehen aber trotzdem so aus.
amorph, ohne Gestalttransparente Mater.
teilkristallin, geordnetopake Materialien
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Warum „Kunst“stoffe?
1. Künstlich hergestellt (alle aus Erdöl)
2. Die Kunst, Eigenschaften zu bestimmen
3. Die Kunst, gegensätzliche Eigenschaften zu verbinden.
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Was bedeutet ABS?
Anti Blockier System
C CH
H
H
C C
C C
H
H
H
H
H
H
C C
C N
H
H
H
Acrylnitril Butadien Styrol
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Wie setzt sich ABS zusammen?
SAN
Styrol Acrylnitril
1) Copolymer aus Styrol und Acrylnitril (transparent, steif und spröde)
2) Poly-Butadien (weich, elastisch)
ABS: opak, steif und zäh
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ABS
StyrolAcrylnitril
Poly-Butadien
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ABS
Starter
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ABS
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Schematische Darstellung von ABS
Styrol Acrylnitril
Poly-Butadien
Styrol-Acrylnitril
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So sieht ABS im Elektronenmikroskop aus
Poly-Butadien
Styrol-Acrylnitril
Bild: mit freundlicher Genehmigung der BASF AG
AS
B
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Alltagsgegenstände aus ABS
Bilder: mit freundlicher Genehmigung der BASF AG
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Alltagsgegenstände aus ABS
Bilder: mit freundlicher Genehmigung der BASF AG
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Motorradverkleidung aus ABS
Bild: mit freundlicher Genehmigung der BASF AG
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![Page 21: ABS – ein hochentwickelter Kunststoff Holger Schmalz, Makromolekulare Chemie II Walter Wagner, Didaktik der Chemie Universität Bayreuth Martin Weber, BASF-AG.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081505/55204d6749795902118bd8ea/html5/thumbnails/21.jpg)
Mechanische Eigenschaften: Zug-Dehnung
Zug-kraft
L0 L
Dehnung = (L – L0) / L0
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Vergleich: Schlagfeste + nicht schlagfeste Polymere
Spannung
Dehnung
ABS
SANPS
PS und SAN
– steif– spröde
ABS
– steif– zäh
Fläche unter der Kurve ist ein Maß für die Energie die zum Bruch der Probe aufgewendet werden muß Zähigkeit
Bruch-dehnung
splittertbeim Bruch
splittertnicht
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Einfluss der Kautschukpartikelgröße (Polybutadien)
0 10 20
Dehnung [%]
Spannung
60
0
40
20 Bruchenergie
0 10 20
Dehnung [%]
Spannung
60
0
40
20 Bruchenergie
• SteifigkeitEinfluss auf:• Zähigkeit (Fläche unter der Kurve)• Bruchdehnung (Abbruch der Kurve bei % Dehnung)
(Anfangssteigung der Kurve)
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Warum ist ABS zäh?
Verformungsenergie wird auf Kautschukteilchen übertragen
Rissbildung Deformation der Polymerketten
Kautschukteilchen
FibrilleMikrorisse Kautschukteilchen
Scherband
Zugspannung
Energie wird verbraucht
Probe wird weiß!
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Was ist Wärmeformbeständigkeit ?
Sagt aus ab welcher Temperatur die Probe unter einer bestimmten Belastung „weich“ wird
Messmethode
Kraft
heizbaresÖlbad
Probe
Kraft
Heizen