ABS – ein hochentwickelter Kunststoff Holger Schmalz, Makromolekulare Chemie II Walter Wagner, Didaktik der Chemie Universität Bayreuth Martin Weber, BASF-AG

Was ist „Plastik“? „Plastik“ Kunststoff = = Polymer

Wie werden Polymere hergestellt? Polymerisation Mono-mer Initiator Poly-mer Initiatoren: z.B. Radikalbildner (DT, hn) Monomere: z.B. Vinyl-Verbindungen Methacrylsäure- methylester (MMA) Styrol AIBN

Wie läuft eine radikalische Polymerisation ab? 1) Initiatorzerfall: 2) Kettenstart: 3) Kettenwachstum: 4) Abbruch: z. B. Rekombination

Größe und Größenverteilung Wie Sie wünschen... Größe und Größenverteilung eng breit Topologie sternförmig kammartig linear verzweigt vernetzt

Zusammensetzung Homopolymer Statistisches Copolymer Block-Copolymer Graft-Copolymer Gradienten-Copolymer

Spaghetti sind zwar keine Polymere...

...sehen aber trotzdem so aus. amorph, ohne Gestalt transparente Mater. teilkristallin, geordnet opake Materialien

Künstlich hergestellt (alle aus Erdöl) Warum „Kunst“stoffe? Künstlich hergestellt (alle aus Erdöl) Die Kunst, Eigenschaften zu bestimmen Die Kunst, gegensätzliche Eigenschaften zu verbinden.

Was bedeutet ABS? Anti Blockier System Acrylnitril Butadien Styrol

Wie setzt sich ABS zusammen? 1) Copolymer aus Styrol und Acrylnitril (transparent, steif und spröde) Styrol Acrylnitril SAN 2) Poly-Butadien (weich, elastisch) ABS: opak, steif und zäh

ABS Acrylnitril Styrol Poly-Butadien

ABS Starter

ABS

Schematische Darstellung von ABS Styrol Styrol-Acrylnitril Acrylnitril Poly-Butadien

So sieht ABS im Elektronenmikroskop aus Styrol-Acrylnitril S A Poly-Butadien B Bild: mit freundlicher Genehmigung der BASF AG

Alltagsgegenstände aus ABS Bilder: mit freundlicher Genehmigung der BASF AG

Alltagsgegenstände aus ABS Bilder: mit freundlicher Genehmigung der BASF AG

Motorradverkleidung aus ABS Bild: mit freundlicher Genehmigung der BASF AG

Mechanische Eigenschaften: Zug-Dehnung kraft L0 L Dehnung = (L – L0) / L0

Vergleich: Schlagfeste + nicht schlagfeste Polymere Spannung s Dehnung e ABS SAN PS PS und SAN Bruch- dehnung ABS – steif – spröde – steif – zäh splittert beim Bruch splittert nicht Fläche unter der Kurve ist ein Maß für die Energie die zum Bruch der Probe aufgewendet werden muß  Zähigkeit

Einfluss der Kautschukpartikelgröße (Polybutadien) 10 20 Dehnung [%] Spannung 60 40 Bruchenergie 10 20 Dehnung [%] Spannung 60 40 Bruchenergie Einfluss auf: Steifigkeit (Anfangssteigung der Kurve) Zähigkeit (Fläche unter der Kurve) Bruchdehnung (Abbruch der Kurve bei % Dehnung)

Warum ist ABS zäh? Verformungsenergie wird auf Kautschukteilchen übertragen Energie wird verbraucht Rissbildung Deformation der Polymerketten Kautschukteilchen Fibrille Mikrorisse Kautschukteilchen Scherband Zugspannung Probe wird weiß!

Was ist Wärmeformbeständigkeit ? Sagt aus ab welcher Temperatur die Probe unter einer bestimmten Belastung „weich“ wird Messmethode Kraft heizbares Ölbad Probe Kraft Heizen