Teil 1

Question 1

Welche drei Bereiche umfasst die Kunststofftechnik?

Answer 1

• Werkstoff
• Verarbeitung
• Konstruktion

Question 2

Welche drei Dinge muss man für ein breites Eigenschaftsspektrum des Kunststoffes geeignet kombinieren?

Answer 2

• Basiskunststoff
• Additive
• Herstellungsverfahren

Question 3

Welche zwei Herstellungsverfahren sind die “mengenmäßig” wichtigsten?

Answer 3

• Spritzgießverfahren (diskontinuierlich, Komplexe Geometrien)
• Extrusionsverfahren (kontinuierlich, Endlosteile)

Question 4

Was sind die grundlegenden Eigenschaften von Kunststoff?

Answer 4

• Transparenz / Farbe
• Durchlässig / Undurchlässig für Flüssigkeiten/Gase
• Geringe Dichte
• Hohe chemische Beständigkeit

Question 5

Nennen Sie typische Einsatzgebiete von Kunststoffen.

Answer 5

• Elektrik und Elektronik (Isolatoren, RFID)
• Kommunikationstechnik (Lichtleiter)
• Datenspeicherung (CD, DVD)
  Medizin (Verbandsmaterial, Spritzen, …)
• Erneuerbare Energien (Solarzellen)
• Mobilität (Leichtbau, Carbonfaser)
• Automobil (Reifen, Dämpfung)
• Technische Textilien (Sicherheitsgurt)
• Verpackung (PET)
• Bauwesen (Isolierung)
• Haushalt (Antihaftbeschichtung)

Question 6

Welche Dichten haben Kunststoffe, Aluminium, Titan, Eisen und Keramiken?

Answer 6

Kunststoff: 0,8 - 2,2
Aluminium: 2,7
Keramiken: 3,7 - 4,0 
Titan: 4,5
Eisen: 7,9

Question 7

In welchen Bereichen sind Kunststoffen enge Grenzen gesetzt?

Answer 7

• bei hohen Temperaturen
• bei bestimmten mechanischen Beanspruchungen
• bei häufigen Temperaturwechseln (starke Temperaturabhängigkeit)

Question 8

In welchen drei Bereiche gliedert sich die Kunststoffindustrie?

Answer 8

• Rohstoffherstellung
• Kunststoffverarbeitung
• Maschinenbau

Question 9

Was sind die Rollen/Aufgaben der drei Bereiche der Kunststoffindustrie?

Answer 9

• Hersteller entwickelt Materialien
• Verarbeiter erzeugen Fertigteile
• Maschinenbau stellt spezielle Werkzeuge bereit

Question 10

Ordne die Einsatzgebiete der Kunststoffe nach Verbrauchsmenge.

Answer 10

1. Verpackung 35%
2. Bau 23%
3. Fahrzeuge 10%
4. Elektro/Elektronik 6%
5. Möbel 4%
6. Haushaltswaren 3%
7. Landwirtschaft 3%
8. Medizin 2%
9. Sonstiges 14%

Question 11

Definiere “Kunststoff”.

Answer 11

Ein Sammelbegriff für synthetisch hergestellte makromolekulare Werkstoffe.

Question 12

Woraus besteht ein Makromolekül?

Answer 12

• Aus miteinander chemisch verknüpften, einzelnen Molekülen (Monomeren).
• 1000 - 10000 Monomere bilden ein kettenförmiges Makromolekül.

Question 13

Was sind Polymere?

Answer 13

Makromoleküle werden in der chemischen Industrie als Polymere bezeichnet.

Question 14

Wann wird ein Polymer zu einem Kunststoff?

Answer 14

Erst nach Zugabe verschiedener Zusatzstoffe, die Eigenschaften und Verarbeitungsverhalten gezielt verändern.
Deshalb wird ein Kunststoff auch “Werkstoff nach Maß” genannt.

Question 15

Wo findet man Makromoleküle in der Natur?

Answer 15

Besispielsweise in …

• Leder
• Holz
• Elfenbein
• Bernstein
• Teer
• Baumwolle
• Naturkautschuk
• Seide

Question 16

Welche drei Arten der Polymersynthese gibt es?

Answer 16

• Polymerisation
• Polyaddition
• Polykondensation

–> Man unterscheidet sie je nach Ablauf der chemischen Reaktion.

Question 17

Definiere “Primärprodukte”.

Answer 17

Primärprodukte sind die Grundbausteine der Monomere.

Sie werden aus Erdöl oder Erdgas extrahiert und anschließend zu Monomeren umgesetzt.

Question 18

Nennen Sie die bekannstesten Primärprodukte und eine wichtige Eigenschaft.

Answer 18

Die bekanntesten Primärprodukte:
- Ethen
- Propen
- Benzol
- Toluol
Als Primärprodukte werden vor allem kurzkettige Kohlenwasserstoffe, die über ungesättigte chemische Bindungen verfügen, verwendet.

Question 19

Nennen Sie zwei Primärprodukte, die direkt zu Polymeren umgesetzt werden.

Answer 19

Ethen –> Polyethylen

Propen –> Polypropylen

Question 20

Nennen Sie die sechs wichtigsten Rohstoffe für die Primärprodukte.

Answer 20

• Erdöl
• Erdgas
• Steinkohle
• Kalkstein
• Steinsalz
• Flussspat

Question 21

Beschreiben Sie die Aufbereitung von Rohöl.

Answer 21

1. Zerlegung in Destillationskolonne
2. Abzug der Fraktionen (Gasöle, Petroleum, Benzin, Naphta)
3. Crackprozess
4. Isolierung, Reinigung
5. Umwandlung zu Monomeren

Question 22

Welche ist die wichtigste Fraktion bei der Rohölaufbereitung?

Answer 22

Die Naphtafraktion (Rohbenzin).
Die Naphtafraktionen enthalten die wesentlichen Ausgangsstoffe für die Primärprodukte.

Question 23

Was geschieht beim Crackprozess während der Rohölaufbereitung?

Answer 23

Die längeren Kohlenstoffverbindungen der Naphtafraktionen werden in kürzere zerlegt.

Question 24

Beschreibe die Aufbereitung von Erdgas.

Answer 24

1. Fraktionierung durch Kondensation (Abkühlung)
2. Crackprozess
3. Isolation, Reinigung
4. Umsatz zu Monomeren

Question 25

Beschreibe die Aufbereitung von Steinkohle.

Answer 25

1. Verkokung (ohne Sauerstoff erhitzt)
2. Drei Fraktionen:
   - Koks
   - Kokereigas
   - Steinkohlenteer
3. Verarbeitung wie Gas/Öl

Question 26

Beschreibe die Aufbereitung von Kalkstein, Steinsalz und Flussspat.

Answer 26

Kalkstein: Brennen -> Kalk -> chemische Reaktion -> Ethin

Flussspat: -> Fluorwasserstoff (Flourpolymere)

Steinsalz: -> Chlor (polyvinylchlorid [PVC])

Question 27

Nenne die sieben wichtigsten Rohstoffe für biobasierte Kunststoffe.

Answer 27

• Zucker
• Stärke
• Zellulose
• Fette
• Öle
• Proteine
• Lignine

Question 28

Was ist Polyactid?

Answer 28

Polyactid (PLA) ist ein Beispiel für einen biologischen Kunststoff.
PLA…
wird aus fermentierter Maisstärke hergestellt
ist ein spröder Werkstoff
hat eine konventionelle Zugfestigkeit

Question 29

Sind Kunststoffe biologisch abbaubar und gibt es Beispiele?

Answer 29

Kunststoffe sind nicht biologisch abbaubar.

Man versucht sogar meist sie gegen jeden Abbau zu schützen. Dennoch ist es möglich labile, abbaubare Elemente in eine Polymerkette einzubauen.

Question 30

Was ist die “end of life”-Strategie?

Answer 30

Ein anderer Begriff für Recycling.