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In welche Bereiche unterteilt sich die Kunststoffindustrie?
- Kunststoff-Erzeugung
- Kunststoff-Verarbeitung
- Kunststoff-Maschinenbau
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Womit beschäftigt sich der Industriezweig der Kunstoff-Erzeugung?
Herstellung von Rohstoffen (Formmassen)
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Womit beschäftigt sich der Industriezweig der Kunstoff-Verarbeitung?
- Herstellung von...
- Halbzeugen (Folien, Tafeln, Profilen, Rohren)
- Einzel- und Fertigteilen durch Umformen und Urformen sowie Fügen
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Womit beschäftigt sich der Industriezweig des Kunstoff-Maschinenbaus?
Herstellung von Maschinen zur Verarbeitung von Formmassen und Halbzeugen aus Kunststoff und Kautschuk
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Trage in einem Balkendiagramm den Energiebedarf für die Herstellung von Kunststoff im Vergleich zu anderen Werkstoffen auf (In l Erdöl)! Unterscheide in Öl als Rohstoff und als Energie!
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Nenne die wichtigsten Einsatzgebiete (Industriezweige) der Kunststoffe! Inklusive grober Masse!
- Verpackung (~3000kt)
- Bau (~2500kt)
- Fahrzeugindustrie (~900kt)
- Elektro/ Elektronik (~750kt)
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Nenne die groben Anwendungsbereiche von Kunststoffen in der Elektronik (5)! Inklusive grober Anteile
- Braune Ware (Unterhaltungselektronik) ~22%
- Weiße Ware (Haushaltsgeräte) ~5%
- Kabel/ Installationstechnik ~33%
- IT/TK ~16%
- Sonstiges ~24%
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Nenne die groben Anwendungsbereiche von Kunststoffen in der Verpackungsindustrie (5)! Inklusive grober Anteile
- Folien ~50,5%
- Hohlkörper <5l ~ 15%
- Hohlkörper >5l ~ 5,5%
- Verschlüsse ~ 7%
- Sonstiges ~ 22%
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Nenne die groben Anwendungsbereiche von Kunststoffen im Bau (4)! Inklusive grober Anteile
- Rohre ~ 29%
- Profile ~24%
- Dämmung/ Isolierung ~25%
- Sonstiges ~22%
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Nenne die groben Anwendungsbereiche von Kunststoffen in der Fahrzeugindustrie (4)! Inklusive grober Anteile
- Innenteile ~47%
- Außenteile ~20,5%
- "Under the Hood" ~21%
- Elektrik/ Licht ~11,5%
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Nenne die grobe Jahresproduktionsmenge der wichtigsten Kunstoffe in Mio t!
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In welche Kunststoffkategorien werden die Kunststoffe nach Anwendungstemperaturen unterschieden (3)? Nenne die jeweiligen Temperaturbereiche und zeige anhand einer Pyramide den Anteil am Gesamtvolumen und am Gesamtumsatz!
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Wie viel Mio t Kunstoffe werden im Jahr etwa produziert (2007)?
Welchen Anteil trägt dabei Deutschland/ Europa?
- 260 Mio t
- Deutschland 7,5%
- Europa 25%
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Gib die Anteile der verschiedenen Kunstoffarten (7) an der Gesamtproduktion an!
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Wie wird die Verwertung der Kunststoffe nach Gebrauch unterteilt? Welche Anteile entfallen jeweils auf die unterschiedlichen Arten?
(Baumdiagramm, 3 Stufen)
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Wofür steht PP?
Nenne Eigenschaften (3)!
Nenne Anwendungsbeispiele (6)!
Polypropylen
- kostengünstig
- gute Festigkeit
- chemischeBeständigkeit
- Stoßfänger
- Radhausschale
- Luftfiltergehäuse
- Führungskanäle
- Behälter
- Seitenblenden
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Wofür steht PUR?
Nenne Eigenschaften (3)!
Nenne Anwendungsbeispiele (4)!
Polyurethan
- dämpfend
- gute Elastizität
- geringeWärmeleitfähigkeit
- Sitzpolster
- Armaturentafelpolsterung
- Dachhimmel
- Außenelemente
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Wofür steht ABS?
Nenne Eigenschaften (9)!
Nenne Anwendungsbeispiele (3)!
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer
- galvanisierbar
- dimensionsstabil
- Festigkeit
- hohe Zähigkeit
- Formbeständigkeit bis 100°C
- gute Darstellung Oberfläche
- geringe Wasseraufnahme
- gute Spannungsrissbeständigkeit
- hohe mechanische Dämpfung
- Innenverkleidungen
- Radblenden
- Kühlergrill
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Wofür steht PA?
Nenne Eigenschaften (9)! Bes. PA66
Nenne Anwendungsbeispiele (4)!
Polyamid
- geringe Gasdurchlässigkeit
- Dauerfestigkeit
- Steifigkeit
- alterungsbeständig
- hohe Zähigkeit bis -40°C
- hohe chemische Beständigkeit
- hohes Dämpfungsvermögen
- hohe Wärmeformbeständigkeit
- Wasseraufnahme bis 3,5%
- Motorabdeckungen
- Ansaugkrümmer
- Radblenden
- Stecker
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Wofür steht PVC?
Nenne Eigenschaften (4)!
Nenne Anwendungsbeispiele (4)!
Polyvinylchlorid
- witterungsbeständig
- kostengünstig
- schwerentflammbar
- gute Haptik
- Unterbodenschutz
- Stoßleisten
- Kabelisolierungen
- Innenraumverkleidung (Deckhaut)
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Wofür steht PE?
Nenne Eigenschaften (4)!
Nenne Anwendungsbeispiele (2)!
Polyethylen
- kostengünstig
- alterungsbeständig
- chemisch beständig
- gute Festigkeit
- Kraftstofftank
- Waschwasserbehälter
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Wofür steht POM?
Nenne Eigenschaften (9)!
Nenne Anwendungsbeispiele (3)!
Polyoxymethylen
- chemisch beständig
- abriebfest
- schlagzäh
- geringe Kriechneigung
- thermisch stabil
- niedriger Reibungskoeffizient
- Hohe Medienbeständigkeit
- geringe Wasseraufnahme
- gute elektrische Eigenschaften
- Clipse
- Steckverbinder
- Lagerkomponenten
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Wofür steht PMMA?
Nenne Eigenschaften (10)!
Nenne Anwendungsbeispiele (1)!
Polymethylmethacrylat
- transparent
- kratzfest
- UV-beständig
- spannungsrissbeständig
- große Härte
- große Festigkeit
- große Steifigkeit
- gute elektrische und dielektrische Eigenschaften
- physiologisch unbedenklich
- Witterungsbeständig
Streuscheiben von Blink- und Heckleuchten
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Wofür steht PC?
Nenne Eigenschaften (6)!
Nenne Anwendungsbeispiele (3)!
Polycarbonat
- hohe Festigkeit
- hohe Härte
- schlagzäh
- Temperaturbeständigkeit bis +135°C
- transparent
- UV-beständig
- Streuscheiben von Scheinwerfern
- Stoßfängerverkleidungen
- Karosserieaußenteile
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Wofür steht PET?
Nenne Eigenschaften (8)!
Nenne Anwendungsbeispiele (4)!
Polyethylenterephthalat
- Zugfestigkeit
- Härte
- Steifigkeit
- Temperaturbeständigkeit bis +100°C
- Im amorphen Zustand glasklar
- gute elektrische Eigenschaften
- physiologisch unbedenklich
- gute Sperrwirkung
- Textilien
- Abdeckungen
- Gurte
- Airbag
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Wofür steht PBT?
Nenne Eigenschaften (4)!
Nenne Anwendungsbeispiele (4)!
Polybutylenterephthalat
- Steifigkeit
- Wärmebeständigkeit
- gutes elektrisches Isolierverhalten
- Maßhaltigkeit
- Elektronikgehäuse
- Stoßfängerverkleidungen
- Karosserieaußenteile
- Stecker
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Zeige wie viel Prozent des geförderten Rohöls zu welchen Zwecken verbraucht werden! Wie viel geht explizit in die Kunststoffherstellung?
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Nenne die Zwischenschritte und -produkte bei der Herstellung der wichtigsten Kunststoffe!
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Definiere den Begriff Kunststoff!
Material, das ein oder mehrere Polymere sowie Füll- oder Verstärkungsstoffe und Additive enthalten kann
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Definiere den Begriff Polymer!
- Griechisch: poly = viele, meros = Teil
- Makromolekül aus Monomeren bzw. Grundbausteinen
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Definiere den Begriff Makromolekül!
Molekül, welches sich in seiner Zusammensetzung nicht merklich unterscheidet, egal, ob es aus n oder n+1 Wiederholungseinheiten zusammengesetzt ist
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Erkläre die Bildung (den Herstellweg) von Polyethylen!
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Wie werden Kunstoffe im Bezug auf ihre Bildungsreaktion unterschieden?
- Polykondensate
- Polymerisate
- Polyaddukte
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Wie unterteilen sich Polykondensate weiter?
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Wie unterteilen sich Polymerisate weiter?
Thermoplaste
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Wie unterteilen sich Polyaddukte weiter?
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Erkläre den Vorgang und Eigenarten der Polymerisation!
- Verknüpfung von Molekülen zu größerem Molekül durch „Aktivierung“ der im monomeren Ausgangsstoff vorhandenen Doppelbindungen
- Entstehende Polymerisate besitzen dieselbe elementar-analytische Zusammensetzung wie Monomere.
- Reaktion erfolgt in geschlossener Folge bis zum Endprodukt, ohne Bildung von Nebenprodukten
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Erkläre den Vorgang und Eigenarten der Polykondensation!
- Verbindung der Reaktionspartner unter Abspaltung von niedrigmolekularen Verbindungen (meist Wasser, seltener Ammoniak)
- Bildungsreaktion der hochmolekularen Stoffe kann durch Veränderung der Reaktionsbedingungen unterbrochen werden (z.B. Temperaturabsenkung), die gebildeten Vorkondensate bleiben reaktionsfähig
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Erkläre die Polykondensation anhand der Bildung von Phenolharz!
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Erkläre den Vorgang und Eigenarten der Polyaddition!
- Anlagerungsreaktion zweier verschiedenartiger Komponenten ohne Abspaltung niedrigmolekularer Nebenprodukte
- Im Gegensatz zur Polymerisation werden keine Kohlenstoff-Doppelbindungen abgesättigt
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Erkläre den Vorgang der Polyaddition anhand der Bildung von Polyurethan!
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Welche Bindungsarten werden unterschieden?
- Kovalente Bindung
- Hauptvalenzbindung
- Nebenvalenzbindung
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Was ist eine kovalente Bindung?
- Bindungstyp in den Kettenmolekülen, bzw. in den Vernetzungsbrücken z.B.zwischen folgenden Atomen:
- -C-C-
- -C-N-
- -C-O-
- -C-S
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Was ist eine Hauptvalenzbindung?
Bindung in den Kettenmolekülen, jeweils zwei Elektronen tragen zu einer Bindung bei
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Was ist eine Nebenvalenzbindung?
- Bindung zwischen den Ketten, z. B.
- Dispersionskräfte
- Dipolkräfte
- Wasserstoffbrücken
- van der Waals Bindungen
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Wie können die Molekülketten der Kunststoffe angeordnet sein?
- linear
- verzweigt
- räumlich eng oder weit vernetzt
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Erkläre den Begriff der Konformation!
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Unterscheide bi- von trifunktionellen Monomeren!
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Was sind Thermoplaste?
Nenne Eigenschaften!
- besteht aus Vielzahl von einzelnen Makromolekülen
- können je nach Verzweigungsgrad räumlich angeordnet sein
- schmelzbar, quellbar, löslich.
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Welche Thermopalste werden voneinander unterschieden?
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Was sind amorphe Thermopalste?
regellose Anordnung der Molekülketten
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Was sind teilkristalline Thermoplaste?
Kettenmoleküle sind in Teilbereichen geordnet
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Was sind Elastomere?
Nenne Eigenschaften!
- Weit vernetzte Makromoleküle, die sich zwischen den Vernetzungspunkten entschlaufen können, ohne abzugleiten
- Es besteht eine Rückstellkraft in die verschlaufte Ausgangsstellung zurück. „GummielastischeStoffe“
- quellbar, aber nicht schmelzbar oder löslich.
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Was sind Duroplaste?
Nenne Eigenschaften!
- Makromoleküle sind engmaschig miteinander vernetzt
- Die Formgebung muß vor der Vernetzung stattfinden
- Duroplaste sind bis zur Zersetzung bei hoher Temperatur spröde bis zähelastisch
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Nenne 4 Fasern, die in Kunststoffe eingebracht werden!
- Aramid
- Kohlenstoff
- Glas
- Natur
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Nenne 4 Füllstoffe, die in Kunstoffen verwendet werden!
- Talk
- Kreide
- Holzmehl
- Glaskugeln
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PC
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
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PP
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
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PE
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
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ABS
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
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PA
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
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PMMA
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
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PPA
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
- teilkrist.
- techn./hochleist.
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PPS
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
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PVC
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
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PS
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
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PES
Amorph oder teilkristallin?
Standard, techn. oder Hochleistung?
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Was fasst man unter Viskoelastizität zusammen?
Relaxation und Kriechen
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Wie verläuft die Schubmodul-Temperaturkurve für amorphe Thermoplaste?
Welche Bereiche treten auf und wie nennt man eine bestimmte auftretende Temperatur?
Trage zusätzlich den mechanischen Verlustfaktor auf!
 - Bereich I: Energieelastisches Verhalten (Glaszustand) Anwendungsbereich des Kunststoffes
- Bereich II: Entropieelastisches Verhalten (quasi-gummi-elastisch)
- Bereich III: Viskoses Fließverhalten, Bereich der Thermoplastizität: Urformen und Schweißen
- Tg*: Glasübergangstemperatur, Übergang in den thermoelastischen Bereich
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Nenne so viele Eigenschaften von Kunststoffen wie möglich (20)!
- leicht (r = 0,8 – 2,3 g/cm³)
- flexibel und vielseitig formbar
- niedrige Verarbeitungstemperaturen
- sehr niedrige elektrische und thermische Leitfähigkeiten
- können transparent sein
- leicht einfärbbar
- hohe chemische Beständigkeit
- stark temperaturabhängige mechanische Eigenschaften
- durchlässig für Gase
- recyclierbar
- hohe Schlagzähigkeit
- viskoelastisch
- kriechen unter Last
- altern, d.h. verändern ihre Eigenschaften
- Leichtbauwerkstoffe
- leicht zu Bauteilen hoher Komplexität zu verarbeiten
- stark temperaturabhängiges mechanisches Verhalten
- Festigkeit und Steifigkeit von Kunststoffen lassen sich in weitem Rahmen beeinflussen und einstellen
- Vorauswahl eines Kunststoffes wird häufig durch die thermischen und medialen Anforderungen geprägt
- Für die Vorauswahl existieren umfangreiche Datenbanken
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