Experimente der Kategorie "Kunststoffe/ Klebstoffe"
| Name | Kurzbeschreibung | Beschreibung | Typ | Gefahrstoffe | |
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Nylonfaden | Herstellung eines Nylonfadens durch Grenzflächenkondensation | Eine soda-alkalische Hexamethylendiaminlösung wird mit wenig Heptan überschichtet, in dem man Sebacinsäuredichlorid aufgelöst hat. An der Grenzfläche entsteht das Polyamid. Es lässt sich wie ein dicker Faden ziehen und aufwickeln. | Lehrer-/ Schülerversuch | Hexamethylendiamin, n-Heptan, Sebacinsäuredichlorid, Natriumcarbonat-Decahydrat |
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PONAL(TM)-Springbällchen mit Guarkernmehl | Vernetzung eines Dispersionsklebstoffes zur Gummi-Konsistenz | Eine Teelöffelportion PONAL (TM) wird mit so viel Guarkernmehl versetzt, dass eine knetbare Masse entsteht. Diese formt man zu einem kleinen Ball. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Der chemische Fasertest | Kombiniertes Prüfverfahren für Textilfasern | Faserproben werden der Reihe nach folgenden Prüfschritten unterzogen: 1) Bei der Brennprobe bringt man wenige Fasern direkt in die Brennerflamme und prüft das Verhalten und (vorsichtig) den Geruch. 2) Bei der Zersetzungsprobe erhitzt man im Rggl. und hält dabei ein Stück feuchtes Indikatorpapier in dessen Öffnung. 3) und 4) Bei der Säuren- und Laugenprobe wird das Fasermaterial mit Essigsäure bzw. mit wenig Natronlauge übergossen. 5) Bei der Acetonprobe übergießt man mit Aceton und erwärmt im heißen Wasserbad. | Lehrer-/ Schülerversuch | Natronlauge (verd. w= 10%), Essigsäure (w=____% (>90%)) |
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Selektive Trennung bei Kunststoffgemischen | Nutzung unterschiedlicher Lösemittel | Fein zerkleinerte Abfälle von PMMA, PS, PE, PVC und PA werden bereit gehalten. A Man prüft die Löslichkeit der einzelnen Kunststoffe, indem man gemäß Anleitung eine 1-g-Portion in jeweils 25 ml der verschiedenen Lösemittel unter Rühren und Rückflusskühlung 10min lang bis fast zum Sieden erhitzt. Die Ergebnisse werden tabellarisch protokolliert. B Man stellt 2-Komponenten-Gemische der Kunststoffe her und trennt mit dem jeweils geeigneten Lösemittel in oben beschriebener Weise eine unlösliche von einer löslichen Komponente. Letztere wird nach Dekantieren oder Filtrieren durch Abdestillieren oder Abdampfen (kleinste Mengen) des Lösemittels im Abzug (!) zurückgewonnen. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Aceton, Cyclohexanon, Ethylacetat, Toluol |
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Herstellung von Plexiglas | Polymerisation von PMMA | Gemäß Anleitung bereitet man eine Gussform aus zwei Glasscheiben vor. Man mischt wie beschrieben Methacrylsäuremethylester mit etwas Dibenzoylperoxid und gießt das Gemisch in die Plattenform. Diese wird 30 min lang in ein 90°C-Wasserbad gestellt. Eventuell ist das Monomer vor der Verwendung durch Ausschütteln im Scheidetrichter mit verd. Natronlauge vom Stabilisator zu befreien. | Lehrerversuch | Methylmethacrylat, Benzoylperoxid (25% Wasser als Stabilisator) |
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Polyaddition (1) | Aldol-Addition | Gemäß Anleitung gibt man Acetaldehyd in ein Rggl. das in einem Becherglas mit Eis und Wasser steht. Dann tropft man konz. Natronlauge hinzu. Anschließend neutralisiert man unter pH-Papierkontrolle mit Eisessig und trennt die wässrige Phase ab. Der restliche Inhalt des Rggl. wird auf einen Marmeladenglasdeckel ausgegossen. Man prüft die Konsistenz der Masse (Viskosität/ Festigkeit). | Lehrerversuch / nicht für Lehrerinnen i.g.A. | Natronlauge (konz. w= 32%), Acetaldehyd, Essigsäure (100 %ig, Eisessig) |
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Polymerisationsreaktionen (1) | Polystyrolbildung | Gemäß Anleitung gibt man Styrol in ein Becherglas und fügt eine Spsp. Benzoylperoxid hinzu. Auf einem Stativ mit Drahtnetz wird diese Mischung in einer mit Sand gefüllte Sandbadschale mittels Gasbrenner erhitzt, bis das Styrol zu sieden beginnt. Bei gedrosselter Hitzezufuhr rührt man mit dem Glasstab um. Wenn das Gemisch zäher wird und sich Fäden ziehen lassen, beendet man das Erhitzen und gießt die Masse in einen Marmeladenglasdeckel zum Erkalten. | Lehrer-/ Schülerversuch | Benzoylperoxid (25% Wasser als Stabilisator), Styrol |
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Synthese eines Kunststoffkomposits mit Al2O3-Nanoadditiven | Modifizierung der Stoffeigenschaften eines Kunstharzes | Gemäß Anleitung gibt man unter dem Abzug Komponente 1 des Polyesterharzes in einen Teelichtbecher und tropft unter Rühren Komponente 2 hinzu. In einem 2. Ansatz wird der Komponente 1 wie beschrieben eine Portion Aluminiumoxid-Nanopartikel hinzugegeben, bevor die Komponente 2 unter Rühren zugetropft wird. Die Verharzung läuft unter Wärmeentwicklung innerhalb von 30 min. Man lässt die KS-Körper über Nacht aushärten, entfernt die Alu-Becher und vergleicht später die Eigenschaften Härte bzw. Bruchfestigkeit wie beschrieben mit einem Kugel-Aufprall-Experiment. In ähnlicher Vorgehensweise lassen sich die Wirkungen von Aluminiumoxid-Partikeln unterschiedlicher Größe (Makro-, Mikro- und Nanopartikel) vergleichen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Polyesterharz PRESTO Kombibox (styrolreduziert (w= unter 10%)) |
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Recycling (1) | Umschmelzen | Gemäß Anleitung werden Kunststoffproben (Polyamid, Polystyrol, Polymethylmethacrylat und Celluloseacetat) zerkleinert, jeweils in ein Rggl. gegeben und über der Gasbrennerflamme aufgeschmolzen. man gießt die Schmelze jeweils in einen Marmeladenglasdeckel aus und lässt sie erkalten. | Lehrer-/ Schülerversuch | |
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Kleben mit Kunststoffen | Lösungen von EPS (Styropor TM) und Celluloid herstellen | Gemäß Anleitung werden zunächst kleine Styropor-Stücke in Essigsäureethylester gegeben und zu einer homogenen Lösung verrührt. Die Lösung wird auf ihre Klebeeigenschaften bei bei Alufolie, Papier, Holz und PET-Kunststoff getestet. Danach stellt man eine Lösung von Celluloid (TT-Ball) in Aceton her und prüft ebenso die Klebeeigenschaften. | Lehrer-/ Schülerversuch | Aceton, Ethylacetat |
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Polykondensation (1) | Polyamidbildung | Gemäß Anleitung wird ein DURAN-Rggl. mit AH-Salz befüllt und schräg in ein Stativ eingespannt. Man verschließt es mit einem Stopfen, der ein Winkelrohr trägt. Dieses wird gemäß Anleitung in ein zweites Rggl. geführt, das in einer Kühlfalle (Becherglas mit kaltem Wasser) steht. Man erhitzt das AH-Salz mit dem Gasbrenner bei kleiner Flamme. Wenn das AH-Slaz schmilzt und sich etwas Flüssigkeit im zweiten Rggl. sammelt, stoppt man die Hitzezufuhr, entnimmt das Rggl. mit der Schmelze und gießt diese in einen Marmeladenglasdeckel. Das Kondensat im zweiten Rggl. wird mit etwas wasserfreiem Kupfer(II)-sulfat bestreut. | Lehrer-/ Schülerversuch | Kupfer(II)-sulfat (wasserfrei) |
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Synthese von Polymilchsäure | Polykondensation ohne Katalysator | Gemäß Anleitung wird eine Portion Milchsäure für 24 Stunden in den 200°C-heißen Trockenschrank gestellt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur erhitzt man die Masse erneut auf ca. 150°C und zieht aus dem Kunststoff mit dem Glasstab Fäden. | Lehrer-/ Schülerversuch | Milchsäure (ca. 90 %ig) |
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Herstellung eines Polyesters | Makromolekül aus Citronensäure und Glycerin | Gemäß Anleitung wird im Rggl. die Citronensäure mit dem Glycerin versetzt und durch Schütteln vermischt. Man erhitzt über dem Gasbrenner und hält das Gemisch 2 min lang wie beschrieben am Sieden. Man giesst das Produkt auf ein Uhrglasschälchen oder Alu-Folie und versucht mit einem Holz- bzw. Glasstab Fäden zu ziehen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Citronensäure-Monohydrat |
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Polykondensation (2) | Nylonherstellung | Gemäß Anleitung wird in ein Becherglas mit Wasser Hexamethylendiamin und Natriumhydroxid eingerührt. Man fügt einige Tropfen Phenolphthalein-Lösung hinzu. In einem Erlenmeyerkolben löst man die angegebene Menge Sebacinsäuredichlorid in Benzin auf und überschichtet mit dieser Lösung ohne Verwirbelungen den wässrigen Ansatz im Becherglas. Mit einer Pinzette wird die sich bildende haut an der Grenzfläche aufgenommen und mittels Glasstab kontinuierlich aufgewickelt. Dieser Faden wird in einer Brennspiritus-Wasser-Mischung gemäß Beschreibung gewaschen und im Trockenschrank getrocknet. | Lehrer-/ Schülerversuch SII | Hexamethylendiamin, Natriumhydroxid (Plätzchen), Phenolphthalein-Lösung (w<=0,9%; Lsm.: Ethanol 90 %ig), Benzin (Sdb.: 100-140 °C), Sebacinsäuredichlorid, Ethanol (Brennspiritus) (mit 2-Butanon u.a. vergällt) |
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Polyester aus Rizinusöl und Zitonensäure | Herstellung eines weich- bis zähelastischen Harzes | Gemäß Anleitung wird in einem Becherglas Zitronensäure mit etwa der doppelten Portion Rizinusöl vermischt und über dem Gasbrenner unter Temperaturkontrolle stark erhitzt (240 Grad C sollten nicht überschritten werden). Nach 10 min Reaktionszeit beendet man die Erhitzung und lässt abkühlen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Citronensäure-Monohydrat |
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CO2-Durchlässigkeit von PET-Flaschen | Halbquantitativer Nachweis durch Farbumschlag von Bromthymolblau | Gemäß Beschreibung befüllt man mehrere Liter-Glasflaschen mit deionisiertem Wasser, dem man wie angegeben etwas Bromthymolblau-Lösung und einen Tropfen konz. Soda-Lösung zusetzt. Die zu untersuchenden, außen wie beschrieben gereinigten Getränkeflaschen stellt man in einen hohen Standzylinder, füllt mit der vorbereiteten Lösung voll auf und deckt den Standzylinder ab. Man beobachtet über mehrere Tage. Analoge Untersuchungen zur Klärung der Ursachen für die saure Reaktion werden mit weiteren PET-Flaschen vorgenommen. (siehe Beschreibung V 4.2.3.5) | Lehrer-/ Schülerversuch | Natriumcarbonat-Decahydrat |
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Polymilchsäure - ein biologisch abbaubares Polymer | Polymerisaltion von Lactid | Gemäß Rezeptur werden in einem Rggl. Milchsäure und eine Spsp. wasserfreies Zinkchlorid als Katalysator vermischt. Man setzt Siedesteinchen hinzu und erhitzt vorsichtig einige Minuten lang über der schwachen Brennerflamme. Das Kondensat im oberen Teil des Rggl. lässt sich als Wasser nachweisen. Nach erfolgter Reaktion kühlt man das Rggl. im Kaltwasserstrahl. | Lehrer-/ Schülerversuch | Milchsäure (ca. 90 %ig), Zinkchlorid |
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Styrol als Vernetzer | Ein Duroplast aus Reparaturharz und Härterpaste | Handelsübliches Reparaturharz wird gemäß Vorschrift mit Härterpaste vermischt und intensiv verrührt. Das Gemisch wird mit einem Pinsel auf ein Stück Glasfasermatte aufgetragen, wo es aushärtet. | Lehrer-/ Schülerversuch | Maleinsäure, Ethylenglykol, Styrol, Benzoylperoxid (25% Wasser als Stabilisator) |
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Sichtbarmachen von Fingerabdrücken mit Cyanacrylat | Erstellen von grau-weißen wischfesten Spurenmustern | Im Abzug stellt man gemäß Anleitung eine Kristallisierschale mit wenig Wasser, darin eine Aluminiumschälchen mit Cyanacrylat und eine Thermometer auf eine Heizplatte. Man deckt alles mit einer Aluminiumfolie ab, auf deren Unterseite zuvor Fingerabdrücke aufgebracht wurden. Bei 40 - 60 Grad C lässt man 10 min lang einwirken. | Lehrer-/ Schülerversuch | Cyanacrylat |
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PMMA ausfällen | Redox-Polymerisation von Methacrylsäuremethylester | Im Becherglas löst man Methacrylsäuremethylester (stabilisiert) in der zwanzigfachen Menge Ethanol (60%ig) auf. Da setzt man unter Rühren gemäß Rezeptur 10%ige Kaliumperoxodisulfat-Lösung und 10%ige Natriumdisulfit-Lösung hinzu. Durch Erwärmen im Wasserbad (50°C) wird die Reaktion beschleunigt. Der entstehende Niederschlag wird abfiltriert, mit Ethanol-Wasser-Gemisch gewaschen und getrocknet. Das krümelige Produkt kann man mit etwas erwärmtem Aceton lösen. | Lehrer-/ Schülerversuch | Methylmethacrylat, Kaliumperoxodisulfat, Natriumdisulfit, Ethanol (ca. 96 %ig), Aceton |
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