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Am 29. Januar hielt Professor Andreas Speicher von der Universität des Saarlandes einen interessanten Vortrag zum Thema Kunststoffe. Wir bedanken uns für den Besuch!

Ein Bericht von Michaela Reimringer und den Schülerinnen und Schülern des Chemie-Kurses

 

Die Chemie der Kunststoffe – Von der Nylontüte zum HighTech Produkt

Ein Vortrag von Prof. Dr. Andreas Speicher und Tobias Melzer im Rahmen des Angebots „Rent a Prof“: Spannende Chemie-Vorträge für saarländische Schulen des Fachbereichs Chemie der Universität des Saarlandes

Am 29. Januar diesen Jahres hielt Prof. Dr. Andreas Speicher assistiert von Tobias Melzer einen Vortrag zum Thema Kunststoffe. Dabei erläuterte er uns die verschiedensten Facetten des allgegenwärtigen Werkstoffes. Seine mehr als ansprechende Präsentation eröffnete er mit einer Übersicht zur Wichtigkeit von Kunststoffen in unserem Alltag. So finden wir die sogenannten Polymere in Form von Verpackungsmaterialien aller Art, in Kleidung, als Baustoff, in der Automobilindustrie, in Hygieneartikeln, in der Elektronik und nicht zuletzt auch in der Medizintechnik, wie beispielsweise in Form künstlicher Kniegelenke. Um es in einem Satz zusammenzufassen: Chemie und Kunststoffe sind überall. Dabei spielen in erster Linie die Zusammensetzung und der Härtegrad des Kunststoffes eine wichtige Rolle. Ein beispielsweise besonders robuster Kunststoff wäre unvorteilhaft um weiche, verformbare Verpackungen herzustellen.

Ein Beispiel für die besonderen Anforderungen die Kunststoffe oft erfüllen müssen wurde in einem Experiment eindrucksvoll aufgezeigt. Dazu wurden zwanzig Gramm eines speziellen Kunststoffs verwendet, den man als Superabsorber bezeichnet und der auch in Windeln verarbeitet ist. Er zeichnet sich durch eine außerordentliche Wasseraufnahmefähigkeit aus. Bereits die verwendete Menge reicht aus um zwei Liter Wasser auszunehmen. Umgangssprachlich nennen wir Kunststoffe oft „Plastik“ und bringen die Eigenschaften elastisch und Formbar mit ihnen in Verbindung. Darüber hinaus sind sie robust und besonders haltbar, was sie zu einem wichtigen Bestandteil unseres Alltags macht. Um welchen Kunststoff es sich jeweils handelt, lässt sich mithilfe eines guten Auges schnell herausfinden: Die Kunststoffe die sich bei uns im Umlauf befinden tragen nämlich eine Erkennungsnummer die sich zum Beispiel auf der Unterseite eines jeden Joghurtbechers ablesen lässt.

Professor Speicher sprach auch über die Herstellung von Kunststoffen aus Erdöl. Aus Monomeren werden erst durch Polymerisation Polymere. Homopolymere sind dabei aus identischen Bausteinen aufgebaut, bei Copolymeren handelt es sich um verschiedene Moleküle. Durch Modifizierung der Polymere (Vernetzung, Seitenketten, ...) kann man die Eigenschaften der langkettigen Moleküle an das Einsatzgebiet anpassen. Eine andere Möglichkeit die Eigenschaften zu verändern, ist die Zugabe von Weichmachern, u. a. bei PVC. Doch gerade durch Weichmacher können sich Kunststoffe auch zu Giftquellen entwickeln, wenn sie zum Beispiel in Spielzeug verwendet werden an dem Kleinkinder nuckeln. Anhand von Experimenten wurde die Herstellung von Kunststoffen aus den Monomeren veranschaulicht. So kann man zum Beispiel durch Polyaddition Plexiglas (Polymethylmethacrylat) und durch Polykondensation ein „Nylonseil“ herstellen.

Die Natur diente in Form von Spinnennetzen hier als Vorbild. Danach wurden die physikalischen Eigenschaften von Kunststoffen erklärt: Zugfestigkeit, Durchschlagfestigkeit, Wasserabsorption, Gasdurchlässigkeit und Temperaturverhalten. In einem Experiment wurden ein Plastikbecher und eine Steckdosenverkleidung mit einem Heizluftfön erwärmt. Der Unterschied war, dass der Plastikbecher seine Form veränderte und schmolz und die robustere Steckdosenverkleidung lediglich braun wurde und eine leichte Geruchsentwicklung zu erkennen war. Das letzte Thema war die Zukunft der Kunststoffe. Man wird aufgrund des Ressourcenproblems auf nachwachsende Rohstoffe wie z. B. Pflanzenöle statt Erdöl als Ausgangsstoff zurückgreifen müssen. Es ist wichtig die Rohstoffveredelung ökonomisch und ökologisch zu optimieren. Dabei soll die Natur als Vorbild genutzt werden. Die Anforderungen an die Kunststoffe werden aufgrund hoher Erwartungen seitens der Menschheit weiterhin enorm ansteigen.