Wie lassen sich Kunststoffe mit einfachen Mitteln unterscheiden?

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1 Naturwissenschaften - Chemie - Polymerchemie - 7 Identifizierungsmethoden für Kunststoffe (P ) 7.2. Identifizierung von Kunststoffen (2) - Identifizierungsschema für Thermoplaste Experiment von: Seb Gedruckt: :56:57 intertess (Version B214, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Wie lassen sich Kunststoffe mit einfachen Mitteln unterscheiden? Untersuche und bestimme einen unbekannten Kunststoff. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen

2 Zusatzinformationen Lerninhalte Verschiedene Thermoplaste unterscheiden sich in Eigenschaften, die mit einfachen Mitteln feststellbar sind. Mit Hilfe eines auf diesen Eigenschaften aufbauenden Bestimmungsdiagramms lassen sich die gebräuchlichen Thermoplaste relativ leicht identifizieren. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Für diesen Versuch sind die bereitgestellten Kunststoffstäbchen (aus den in Tab. 2 angegebenen Materialien) aus der Kunststoffsammlung gut geeignet, es können jedoch auch andere oder selbst hergestellte Thermoplaste verwendet werden. Anmerkungen zu den Schülerversuchen Achten Sie darauf, dass die Brennprobe nicht zu sehr ausgedehnt wird, da die Geruchsbelästigung relativ stark ist. Bei diesem Versuch sollte gruppenteilig mit verschiedenen Kunststoffen gearbeitet werden. Gefahren Beim Erwärmen der Kunststoffe treten unangenehm riechende und gesundheitsschädliche Dämpfe auf. Versuch möglichst unter dem Abzug durchführen! Schutzbrille tragen! Hinweise Bei den Angaben in der Auswertungstabelle 1 handelt es sich um das angenommene Beispiel Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS). Das o.a. Bestimmungsdiagramm basiert auf einem vom Süddeutschen Kunststoff-Zentrum (SKZ) vorgeschlagenen Identifizierungsschema für eine erste einfache Bestimmung von Thermoplasten. Es lässt sich um andere Thermoplaste erweitern, zudem kann noch eine Dichte-Bestimmung und Schmelzprobe vorgenommen werden. Mit letzterer lässt sich z.b. relativ einfach PE von PP unterscheiden, die im o.a. Bestimmungsdiagramm sonst gleiche Eigenschaften zeigen

3 Methodische Bemerkungen Dieser Versuch knüpft an die Versuche zu Kunststoffeigenschaften an, einige Kenntnisse hieraus sind bei der Versuchsdurchführung von Nutzen. Die Identifizierung von unbekannten Kunststoffen erweist sich als sehr motivierend, insbesondere bei gruppenteiliger Untersuchung verschiedener Thermoplaste. Im Unterrichtsgespräch sollte deutlich werden, dass solche Identifizierungen nur erste Kontrollen darstellen können, sie sind für eine Produktkontrolle keinesfalls geeignet. Entsorgung Kunststoffstäbchen in den Normalmüll entsorgen

4 Material Material Material aus "TESS Chemie Set Polymerchemie" (Bestellnr ) Position 1 Material Tiegelzange, Edelstahl, l = 200 mm Bestellnr Menge 1 2 Schutzbrille, farblose Scheiben Chemikalien, Hilfsmaterial Position Material Bunsenbrenner nach DIN, Erdgas Bestellnr Menge 1 Sicherheits-Gasschlauch, DVGW, lfd. Meter Sammlung Kunststoffproben für Schülerversuche Für das Experiment benötigte Materialien - 4 -

5 Durchführung Durchführung Gefahren Beim Erwärmen der Kunststoffe treten unangenehm riechende und gesundheitschädliche Dämpfe auf. Versuch möglichst unter dem Abzug durchführen! Schutzbrille tragen! Ablauf Untersuche das Kunststoffstäbchen entsprechend Tabelle 1 auf Aussehen, Härte und Bruchverhalten (Abb. 1). Kreuze die Eigenschaften in der Tabelle an der entsprechenden Stelle an. Abb. 1 Fasse das Stäbchen oder eines der Bruchstücke mit der Tiegelzange und halte es kurz in die nichtleutende Brennerflamme (Abb. 2). Prüfe, ob der Kunststoff außerhalb der Brennerflamme weiterbrennt (Abb. 3). Kreuze auch hier die Eigenschaften in Tabelle 1 an der entsprechenden Stelle an. Abb. 2 Abb

6 Lösche gegebenenfalls die Kunststoffflamme und prüfe den Geruch der aufsteigenden Gase durch Zufächeln (Abb. 4). Vermerke den Geruchseindruck in Tabelle 1. Abb. 4 Entsorgung Kunststoffstäbchen in den Normalmüll entsorgen

7 Auswertung Auswertung Auswertung 1: Notiere deine Beobachtungen in Tabelle 1. Tabelle 1: Prüfmethode Eigenschaften visuelle Aussehen transparent oder opak glasklar Überprüfung Härte hart Bruchprobe kein Bruch Weißbruch Sprödbruch Brennprobe nicht brennend rußend nicht rußend Geruchsprobe nach Styrol nach verb. Horn fruchtartig nach verb. Papier - 7 -

8 Tabelle 1: Beispiel ABS. Prüfmethode Eigenschaften visuelle Aussehen transparent / opak glasklar Überprüfung Härte hart Bruchprobe kein Bruch Weißbruch Sprödbruch Brennprobe nicht brennend rußend nicht rußend Geruchsprobe nach Styrol nach verb. Horn fruchtartig n. verb. Papier - 8 -

9 Fragen und Aufgaben Fragen und Aufgaben Frage 1: Begründe zu welcher Kunststoffklasse der zu identifizierende Kunststoff gehört. Da der Kunststoff bei der Brennprobe schmilzt und sich verformt, handelt es sich um einen Thermoplast. Frage 2: Ließen sich der anderen Kunststoffklasse zugehörige Kunststoffe ebenfalls nach diesem Schema bestimmen? - 9 -

10 Da Duroplaste im Regelfall selbstlöschend sind und sich bei höheren Temperaturen zersetzen, ohne zu schmelzen, sind Brenn- und Geruchsprobe nicht ohne weiteres durchführbar. Frage 3: Versuche anhand des Bestimmungsschlüssel (Tabelle 2) den Kunststoff zu identifizieren. Tabelle 2: Prüfmethode PE PP PA ABS PMMA CS CA visuelle Überprüfung Aussehen glasklar Härte transparent oder opak glasklar hart kein Bruch Bruchprobe Weißbruch Sprödbruch nicht brennend Brennprobe rußend nicht rußend nach verbr. Horn Geruchsprobe nach verbr. Papier nach Styrol fruchtartig Bei dem zu identifizierenden Kunststoff handelt es sich um nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn

11 Bei dem zu identifizierenden Kunststoff handelt es sich um ABS

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