Vergleich Silicone & Kunststoffe

Die CHEM2DO®-Schulversuche knüpfen an folgende Lehrplanthemen an:

  • Struktur und Eigenschaften von Kunststoffen
    Zusammenhang zwischen Atombau, chemischer Bindung, Stoffeigenschaften und chemischen Reaktionen
  • Klassifizierung von Kunststoffen
    Einteilung in Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere / Schmelzverhalten, Zersetzung, Härte, Elastizität
  • Bauprinzip von Kunststoffen:
    Monomer, Polymer, Makromoleküle, Copolymerisate, Vernetzung
  • Synthese von Kunststoffen durch:
    • radikalische Polymerisation
    • Polykondensation
    • Polyaddition / katalysierte Polyadditon (Silicone)

Erklärfilme und Fachwissen

Schmematische Darstellung der Moleküle eines Thermoplasten

Klassifizierung der Kunststoffe

Wieso schmilzt eine PET-Flasche, ein Silicon aber nicht? - Ein Blick auf die chemische Struktur erklärt die Unterschiede. Außerdem zeigt der Erklärfilm die Einteilung in Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere.

Film: Duroplast, Thermoplast, Elastomer
Ausschnitt aus der Formel eines Siliconöls

Synthese

Kettenpolymerisation, Polykondensation und Polyaddition sind die wichtigsten Synthesewege für kohlenstoffbasierte Kunststoffe. Dieses Kapitel zeigt, welche Synthesen für die Silicone wichtig sind und wie sie ablaufen.

Polymerisation, Polykondensation, Polyaddition
Zusammenhang zwischen Bindungsenergie und Stoffeigenschaften bei Polyethylen und Silicon

Warum sich Kunststoffe unterscheiden

Warum haben Silicone andere Eigenschaften als kohlenstoffbasierte Kunststoffe? Der Erklärfilm vergleicht die Bindungslängen, -winkel und energie bei Polyethylen und Silicon.

Film: Grundstrukturen und Eigenschaften
Material für das Experiment "Brennverhalten von Siliconen"

Lehrplanbezug

Silicone sind besondere Kunststoffe. In der Polymerchemie bietet sich deshalb der Vergleich mit Kunststoffen auf Basis von Kohlenwasserstoff an. Hier finden Sie Lehrplanbezüge nach Bundesländern.

Silicone im Unterricht

Kunststoffchemie und Siliconchemie im Unterricht

Alle kohlenstoffbasierten Kunststoffe haben eine Gemeinsamkeit: Sie sind makromolekulare Stoffe deren Gerüst aus C-Atomen besteht. Ursprung der Monomere ist meist Erdöl, inzwischen gibt es auch Kunststoffe auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen.

Auch alle Silicone haben eine Gemeinsamkeit: Sie besitzen ein Siloxangerüst. Im Kern besteht dieses Gerüst aus einer Kette von Silicium- und Sauerstoff-Atomen Dieses Si-O-Si-Rückgrat ist für viele Eigenschaften der Silicone verantwortlich.

Vergleich der Herstellung von Siliconen und Kunststoffen

Schema angelehnt an „Kunststoffe – Werkstoffe unserer Zeit“ (2018, S. 36, Arbeitsgemeinschaft Dt. Kunststoffindustrie)