Baustoffkunde: Kunststoffe - Fragen aus Heftaufschrieb und Antworten PDF

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Stichpunktartige Antworten...

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I. Fragen aus meinem Heftaufschrieb 1. Welche verschiedenen Verfahren der Polymerbildung gibt es?  Polymerisation, Polyaddition, und Polikondensation 2. Beschreibe die Verfahren  1. Polymerisation: Verkopplung von vielen kleinen gleichartigen Monomeren durch Aufbrechen der Doppelbindung. Wärme wird frei. Es werden keine Nebenprodukte frei. Für den Start der Reaktion muss Energie in Form eines Anregers zugegeben werden.  2. Polyaddition: Moleküle zweier unterschiedlicher Stoffe verbinden sich zu einem großen Molekül. Die Komponenten müssen in einem genauen Mischungsverhältnis stehen. Reaktion läuft nur oberhalb einer bestimmten Temperatur ab. Unterhalb dieser Temperatur wird die Reaktion eingefroren. Es werden keine Nebenprodukte frei.  3. Polykondensation: Moleküle zweier unterschiedlicher Stoffe reagieren untereinander. Atome werden abgespalten (Gas) nicht reversibel. 3. Wovon hängen die unterschiedlichen Eigenschaften eines Kunststoffes ab?  An ihrem Molekularaufbau (vernetzt, verkettet, verzweigt, gebündelt) 4. Wie sind die einzelnen Kunststoffe unterteilt/ eingeteilt? Beschreibe ihren Aufbau unddie Eigenschaften und Anwendungen  Thermoplaste Aufbau: Unvernetzt, amorphe Struktur, linear verzweigt, Eigenschaften: Bei Raumtemp. hart, sie erweichen bis zur Schmelze, Bei Erwärmung sind sie flüssig Lichtdurchlässig, glasklar, Sie lassen sich Schweißen, und durch Recken die Festigkeit erhöhen Beispiel: PVC, PE, PP, PS, PC, PA, PMMA, PVAC Anwendungen: Kunststofffenster, Bodenbeläge, Fugen, Rohre, Plexiglas, Frischhaltefolie  Duromere Aufbau: Eng vernetzt Eigenschaften: bei Raumtemperatur hart, können bei Erwärmen weich werden aber nicht schmelzen klebbar, nicht schweißbar, sie behalten ihre Festigkeit Beispiel PF, UF, MF, UP, EP, GFK, PUR Anwendungen: Bedachung, Verkleidung, Dichtung, Lichtschalter,  Elastomere Aufbau: weitmaschig vernetzt Eigenschaften: gummi-elastisch (0°- Zersetzungstemp.), Beim Ziehen geben sie nach, aber dann wieder in die Ausgangsstellung zurück Die Festigkeit hängt von der Temperatur ab, sie zersetzen sich Beispiel Gummi, Latex, Neopren, Kautschuk Anwendungen: Gummireifen, Kautschuk, Dichtungen, Dehnungsfuge für Brücken 5. Was sind die Nachteile von den Kunststoffen?  Sie sind wenig wärmebeständig und altern 6. Was bedeutet der Begriff Altern im Zusammenhang mit den Kunststoffen?  Sie werden mit der Zeit spröde, die Festigkeit nimmt durch erhöhte Temperatur, Chemikalien, und Umwelteinflüssen ab. 7. Welche Eigenschaft ist bei allen Kunststoffen zu beobachten?  die Festigkeit nimmt mit steigender Temperatur ab

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Nenne allgemeine Technische Merkmale von KS.  - geringe: Wärmeleitfähigkeit, Dichte, Zugfestigkeit, E-Modul  + große: Temperaturdehnung, Diffusionsdichtigkeit  chemische Beständigkeit  elektrisches Isoliervermögen  große Temperaturabhängigkeit bei dem mechanischen Verhalten  Brennbarkeit, jedoch schwer entflammbar  Einfärbbar  Korrosionsfest  niedrige zulässige Gebrauchstemperatur 8. Unterscheidet man bei Kunststoffen zwischen Aggregatzuständen? Wie, erkläre  KS haben keine eindeutigen Aggregatzustände. Man unterteilt:  1. Glaszustand: Tiefe Temperaturen: KS sind hart, spröde  2. Glasübergang: Erweichungsbereich, geringerer Widerstand gegen mech. Beanspruchung  3. Gummielastizität: Vernetzte KS (Elastomere) zeigen über der Glasübergangstemperatur gummielastisches Verhalten.  4: Viskoses Fließen: unvernetzte KS (Thermoplasten) zeigen bei hohen Temp. (200-400°) Viskoses Fließen. Oberhalb der Temperatur zersetzen sich alle KS. 9. Welches Diagramm zeigt das temperaturabhängige Verhalten?  Das Schubmodul-Temperatur-Diagramm 10. Nenne 2 Beispiele für Reaktionsharze und beschreibe sie.  1. EP= Epoxidharz: Entsteht aus Polyaddition, Duromer; Anwendung: Bauteile verkleben, nicht bei Feuchtigkeit  PUR (Polyurethan): Entsteht aus Polyaddition, Elastomer oder Duromer Anwendung: Abdichtung von Rissen, auch bei drückender Feuchtigkeit (Reaktion mit H2O); PUR kann keine Kräfte übertragen, der Riss ist nur dicht 11. Welche Eigenschaften der Kunststoffe sind wichtig für das Bauwesen?  Wie sie sich bei Hitze verhalten, gegen Wasser resistent oder nicht. 12. Was kommt in die Risse von Brücken?  Elastomere

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II. Fragen aus den Quellen: 1. Charakterisiere das Spannungs-Dehnungs-Diagramm der verschiedenen Baustoffe.

2. Was gibt der Polymerisationsgrad an?  er gibt an aus wie vielen Monomermolekülen ein Makromolekül aufgebaut ist. 3. Wie ist der Temperaturverlauf beim Aushärten eines Reaktionsharzes?

4. Ordne den Bildern des Molekülaufbaues die entsprechenden Kunststoffe zu

 von rechts nach links: Elastomere, Duroplaste, teilkristalline und amorphe Thermoplaste 5. Nenne die 4 Zustandsbereiche des Thermoplastischen Verhaltens der Kunststoffe und erkläre sie.  Glaszustand: Die Kunststoffe sind hart und spröde, weil die Molekularbewegung bei niedrigen Temperaturen sehr gering ist  Glasübergang/Erweichungsbereich: Bei ansteigender Temperatur nimmt die Steifigkeit ab und die Verformbarkeit zu.  Gummielastizität: Das mechanische Verhalten weitmaschig vernetzter amorpher Kunststoffe ist oberhalb der Glasübergangstemperatur vorwiegend „gummielastisch“. Unvernetzte Kunststoffe zeigen oberhalb der Glasüber-gangs- bzw. der Schmelztemperatur viskoses Fließen. Oberhalb einer Temperatur. Zwischen 200°C und 400°C zersetzen sich alle Kunststoffe. 6. Wodurch unterscheiden sich amorphe und teilkristalline Thermoplasten?  amorph: Die Molekülketten sind ungeordnet und der KS ist lichtdurchlässig bis glasklar. Ihre physikalischen Eigenschaften sind nach allen Richtungen hin gleichartig (isotrop). Sie sind bei Raumtemperatur im Glaszustand. Zu diesen Kunststoffen gehören unter anderem Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC) und Polycarbonat (PC).  teilkristallin: Sie verhalten sich im Glaszustand ähnlich wie amorphe Thermoplaste. Aufgrund des starken Zusammenhalts der Kristallite ist der Festigkeitsabfall bei Erreichen der Erweichungstemperatur nicht so ausgeprägt. Vertreter dieser Gruppe sind z.B. Polyethylen (PE), Polyamid (PA) und Polypropylen (PP). 7. Was sind die Eigenschaften von Duroplasten. Wodurch zeichnen sie sich aus? Es sind eng vernetzte Makromoleküle. Bei Raumtemperatur sind sie hart. Durch Erwärmen können sie erweichen und dadurch einen Steifigkeitsverlust von bis zu zwei Zehnerpotenzen aufweisen. Sie zersetzen sich, ohne zuvor zu schmelzen.

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8. Bild des Temperaturabhängigen Festigkeits- und Verformungsverhalten von teilkr. Thermoplasten?!

9. Bild des Temperaturabhängigen Festigkeits- und Verformungsverhalten von amor. Thermoplasten?

10. Bild des Temperaturabhängigen Festigkeits- und Verformungsverhalten von Duroplasten?!

11. Bild des Temperaturabhängigen Festigkeits- und Verformungsverhalten von Elastomeren?!

12 Was sind die Eigenschaften von Elastomeren?  Sie bestehen aus weitmaschig vernetzten Molekülen, die von 0 °C oder eventuell sogar -40 °C bis zur Zersetzungstemperatur gummielastisch sind. Elastomere sind mit geringer Spannung dehnbar und kehren nach der Entlastung wieder in ihre ursprüngliche Form zurück. 13. Anhand welcher Kurve können die KS in ihre Gruppen eingeteilt werden  Anhand der Schubmodulkurve 14. Durch welchen Versuch wird diese Kurve ermittelt?

 Torsionsschwingversuchen 15. Zeichne und erkläre die Schubmodul-Temperatur-Kurven!

16. Was ist der Unterschied zwischen vernetzten und linearen Kunststoffen?

 Kunststoffe mit linearen Ketten können wiederholt aufgeschmolzen werden. Vernetzte Kunststoffe können sich auch bei nur geringer Vernetzung nicht mehr verflüssigen sondern nur noch zersetzen. 17. Worauf hat die Gestalt, Größe und Anordnung der Makromoleküle eine Auswirkung?  auf Einfrier- und Schmelztemperatur, Festigkeit, Zähigkeit,

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18. Welche Hilfs- und Zusatzstoffe gibt es?  Weichmacher, Lösungsmittel, Farbstoffe, Stabilisatoren, Flammschutzmittel, Füllstoffe 19.Was bewirkt ein Weichmacher?  Sie setzen die Erweichungstemperatur, Härte und Sprödigkeit der KS herab. 20. Was bewirken Lösungsmittel?  Sie erweichen oder lösen andere Stoffe aufgrund ihrer niedrigen Siedetemperatur auf. 21. Was bewirken Stabilisatoren? Stabilisatoren sollen KS vor Veränderung und Schäden infolge Sonneneinstrahlung schützen. 22. Was bewirken Flammschutzmittel?  Flammschutzmittel setzen die Entflammbarkeit des Kunststoffes herab. 23. Wozu dienen aktive und inaktive Füllstoffe? Nenne Beispiele  inaktive Füllstoffe (z.B. Gesteinsmehl, Papierfasern und Holzmehl) können Kosten sparen. Durch aktive Füllstoffe (z.B. Ruß, Kieselsäure) können die mechanischen Kennwerte erhöht werden.

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