Radikalische Polymerisation: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 12. Juni 2024, 09:43 Uhr

Die radikalische Polymerisation ist die Grundlage der Herstellung von individuellen Abformlöffeln aus

lichthärtendem Kunststoff (Photopolymerisat),
Autopolymerisat (Pulver und Flüssigkeit) und
3D-Druck (mit Harzen oder mit Thermoplaste).

Nur wenn Du die radikalische Polymerisation wirklich verstanden hast, kannst Du die Gesundheitsverfahren der Herstellungsverfahren wirklich beurteilen.

Du kennst das bestimmt aus dem Labor von deiner täglichen Arbeit:

Du formst den Abformlöffel aus einer fertigen Platte, stellst sie ins UV-Lichthärtegerät, wartest ein wenig ... und außer der komischen Schmierschicht auf der Oberfläche und ein wenig Schrumpfung: Fertig!

Oder: Du schickst die Datei mit dem konstruierten Löffel an den 3D-Drucker. Der Löffel entsteht Schicht für Schicht aus dem flüssigen Harz. Anschließend muss Du den Löffel mit Isopropylalkohol reinigen und noch im Lichthärtegerät nachpolymerisieren.

Oder: Du vermischt Monomer (Kunstoffflüssigkeit) mit Polymer (Kunststoffpulver), formst einen Abformlöffel mit Griff, wartest ein wenig ... und der Abformlöffel schrumpft etwas und wird von allein hart!

Beim Lesen und Verstehen der folgenden kurzen Texte kann Dir die 5-Schritt-Lesemethode helfen.

Fasse mit Hilfe der 5-Schritt-Lesemethode den Text zusammen.

Was genau passiert da?

Methylmethacrylat- bzw.MMA-Molekül

Der Grundstoff, aus dem der Kunststoff zum Anrühren (Autopolymerisat), die Kunststoffplatten zum Lichthärten (Photopolymerisat) und das Harz zum 3D-Drucken bestehen, heißt Methacrylsäuremethylester, kürzer Methylmethacrylat oder ganz kurz MMA.

Sind die einzelnen MMA-Moleküle nicht miteinander verbunden, ist eine große Ansammlung von ihnen flüssig.

In den Platten für lichthärtende Abformlöffel ist Monomer mit anderen Stoffen zu einer knetbaren Masse vermischt.

Bei den Harzen für den 3D-Druck ist das Monomer vorpolymerisiert. Es ist dann ein sogenanntes Oligomer.

Verbinden sich Monomere zu langen Ketten, ist dieses Netzwerk aus langen Ketten fest! Man nennt es dann Polymethacrylsäuremethylester oder Polymethylmethacrylat (poly heißt viele).

Methylmethacrylat (flüssig)
Polymethylmethacrylat (fest)

Wie aber schaffen es die einzelnen Moleküle so lange flüssig zu bleiben bis du sie fertig verarbeitet hast? Und wie schaffen sie es, ausgerechnet dann fest zu werden, wenn du die Löffel ins Lichthärtegerät stellst oder wenn der 3D-Drucker das Harz belichtet?

Und was genau ist an ihnen so gesundheitsgefährdend für dich?

Je nach (gemeinsamer) Unterrichtsplanung unterstützt dich deine Lehrkraft bei der Erarbeitung der radikalischen Polymerisation oder du erarbeitest dir die Zusammenhänge selbstständig.

Du hast bisher eher weniger chemisches Grundwissen oder Du fühlst Dich noch unsicher, dann folge dem Link zu Level 1/2 Radikalische Polymerisation Level 1/2

Du fühlst dich schon ziemlich sicher in der Chemie oder möchtest mehr Herausforderung, dann folge dem Link zu Level 3/4 Radikalische Polymerisation Level 3/4

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-In dieser Aufgabenstellung lernst du die 5-Schritt-Lese-Methode kennen und anwenden. Zuerst also ein paar Informationen zu der Methode:
+Die '''radikalische Polymerisation''' ist die Grundlage der Herstellung von individuellen Abformlöffeln aus
+* lichthärtendem Kunststoff (Photopolymerisat),
+* Autopolymerisat (Pulver und Flüssigkeit) und
+* 3D-Druck (mit Harzen oder mit Thermoplaste).
+Nur wenn Du die '''radikalische Polymerisation''' wirklich verstanden hast, kannst Du die '''Gesundheitsverfahren''' der Herstellungsverfahren wirklich '''beurteilen'''.
-{{Methode|'''5-Schritt-Lese-Methode'''
-Sachtexte sind oftmals schwer verständlich. Mit der 5-Schritt-Lese-Methode kann es leichter fallen, den Inhalt zu verstehen. So gehst du vor:
+'''Du kennst das bestimmt aus dem Labor von deiner täglichen Arbeit:'''
-#Im ersten Schritt verschaffst du dir einen '''groben Überblick''' über den Text. Die Überschrift, die Anfänge der einzelnen Abschnitte, Schlüsselwörter oder bekannte Begriffe können dir dabei eine Vorstellung von dem Textinhalt vermitteln. '''Der Text wird überflogen.'''
-#Du überlegst,um welche Fragen oder Probleme es in dem Text geht. Du fragst: '''Worum geht es''' und auf welche Fragen gibt der Text eine Antwort? '''Notiere''' deine Antworten in '''Stichworten'''!
-#Jetzt wird der Text '''gründlich gelesen'''. '''Unterstreiche''' und '''markiere''' dir dabei die wichtigsten Aussagen (keine ganzen Sätze!) oder Schlüsselbegriffe. Achte aber darauf, dass du nicht zuviel unterstreichst, damit die Übersicht über die wesentlichen Textaussagen erhalten bleibt. '''Unbekannte Begriffe schreibst du heraus''' und klärst sie mit Hilfe eines Lexikons (z.B.: [http://de.wikipedia.org Wikipedia]) oder indem du den Lehrer oder die Lehrerin fragst. Lass dir dabei genügend '''Zeit''', um den Inhalt auch zu erfassen.
-#'''Fasse''' den Text in eigenen Worten kurz '''zusammen'''. Falls es sich um einen längeren Text handelt: Bilde Abschnitte und formuliere Überschriften.
-#Nun '''wiederholtst''' du die wichtigsten Informationen des Textes. Mit Hilfe der unterstrichenen Schlüsselwörter kannst du dann sicher vor deiner Gruppe oder ganzen Klasse einen kleinen Vortrag über den Text halten.}}
+Du formst den Abformlöffel aus einer fertigen Platte, stellst sie ins UV-Lichthärtegerät, wartest ein wenig ... und außer der komischen Schmierschicht auf der Oberfläche und ein wenig Schrumpfung: Fertig!
-{{Methode|'''5-Schritt-Lese-Methode''' (einfache Sprache)
+Oder: Du schickst die Datei mit dem konstruierten Löffel an den 3D-Drucker. Der Löffel entsteht Schicht für Schicht aus dem flüssigen Harz. Anschließend muss Du den Löffel mit Isopropylalkohol reinigen und noch im Lichthärtegerät nachpolymerisieren.
-Sachtexte sind oft schwer verständlich. Die 5-Schritt-Lese-Methode hilf dir den Text zu verstehen.
+Oder: Du vermischt [http://de.wikipedia.org/wiki/Monomer Monomer] (Kunstoffflüssigkeit) mit [http://de.wikipedia.org/wiki/Polymer Polymer] (Kunststoffpulver), formst einen Abformlöffel mit Griff, wartest ein wenig ... und der Abformlöffel schrumpft etwas und wird von allein hart!
-#Mache dir einen '''groben Überblick''' über den Text. Dabei helfen Überschrift, erste Sätze von Textachnitten, wichtige Wörter und bekannte Begriffe. Man sagt auch: '''Du überfliegst den Text.'''
-#'''Schreibe Fragen auf''', auf die der Text aus deiner Sicht Antworten gibt.
-#Lies den Text nun '''gründlich'''. '''Unterstreiche''' und '''markiere''' dabei die wichtigsten Aussagen (keine ganzen Sätze!) oder wichtige Begriffe. Unterstreiche nicht zu viel! Schreibe dabei '''unbekannte Begriffe''' separat auf. Kläre die Begriffe mit Hilfe eines Lexikons (z.B.: [http://de.wikipedia.org Wikipedia]) oder frage den Lehrer oder die Lehrerin. Lass dir dabei genügend '''Zeit''', um den Inhalt auch wiklich zu verstehen.
-#'''Fasse''' den Text in eigenen Worten kurz '''zusammen'''.Bei längeren Texen: Bilde Abschnitte und überlege dir Überschriften. Schreibe diese über die jeweilige Zusammenfassung.
-#'''Wiederhole''' nun mit deiner Zusammenfassung die wichtigsten Informationen des Textes.}}
+<div {{Arbeitsblatt}}>
+Beim Lesen und Verstehen der folgenden kurzen Texte kann Dir die [[5-Schritt-Lesemethode]] helfen.
-Nun geht es los mit der eigentlich Arbeit am Text bzw. am Texten.
+'''Fasse''' mit Hilfe der [[5-Schritt-Lesemethode]] den Text '''zusammen'''.
+</div>
-{{Methode|
+'''Was genau passiert da?'''
-'''Übe''' am folgenden kurzen Text die 5-Schritt-Lesemethode. Tu dies in Ruhe und besonders sorgfältig.}}
+[[Bild:Methylmethacrylat.png|right|thumb|Methylmethacrylat- bzw.MMA-Molekül]]
+Der Grundstoff, aus dem der Kunststoff zum Anrühren (Autopolymerisat), die Kunststoffplatten zum Lichthärten (Photopolymerisat) und das Harz zum 3D-Drucken bestehen, heißt [http://de.wikipedia.org/wiki/Methacryls%C3%A4uremethylester Methacrylsäuremethylester], kürzer Methylmethacrylat oder ganz kurz MMA.
+Sind die einzelnen MMA-[[Moleküle]] nicht miteinander verbunden, ist eine große Ansammlung von ihnen flüssig.
-'''Du kennst das aus dem Labor von deiner täglichen Arbeit:'''
+In den Platten für lichthärtende Abformlöffel ist Monomer mit anderen Stoffen zu einer knetbaren Masse vermischt.
-Du vermischt [http://de.wikipedia.org/wiki/Monomer Monomer] mit [http://de.wikipedia.org/wiki/Polymer Polymer], stellst es vielleicht noch in einen Drucktopf, wartest ein wenig ... und das Gemisch ist ein wenig geschrumpft und vor allem: Hart!
-Oder: Du formst den Funktionslöffel aus einer fertigen Platte, stellst sie ins UV-Lichthärtegerät, wartest ein wenig ... und außer der komischen Schmierschicht auf der Oberfläche und ein wenig Schrumpfung: Fertig!
+Bei den Harzen für den 3D-Druck ist das Monomer vorpolymerisiert. Es ist dann ein sogenanntes [https://de.wikipedia.org/wiki/Oligomer Oligomer].
-'''Was genau passiert da?'''
-[[Bild:Methylmethacrylat.png|right|thumb|Methylmethacrylat- bzw.MMA-Molekül]]
+Verbinden sich Monomere zu langen Ketten, ist dieses Netzwerk aus langen Ketten fest! Man nennt es dann Polymethacrylsäuremethylester oder [http://de.wikipedia.org/wiki/Polymethacryls%C3%A4uremethylester Polymethylmethacrylat] (''poly'' heißt ''viele'').
-Das "Zeug", aus dem der meist rosa Kunststoff zum Anrühren (Autopolymerisat) und die Kunststoffplatten zum Lichthärten (UV-Licht-Polymerisat) bestehen, heißt [http://de.wikipedia.org/wiki/Methacryls%C3%A4uremethylester Methacrylsäuremethylester], kürzer Methylmethacrylat oder ganz kurz MMA.
-Sind die einzelnen MMA-Moleküle ([https://de.wikipedia.org/wiki/Molek%C3%BCl Moleküle] ,lat. molecula, „kleine Masse“, sind zwei- oder mehratomige Teilchen. Sie werden durch chemische Bindungen zusammengehalten) nicht miteinander verbunden, ist eine große Ansammlung von innen flüssig. Verbinden sie sich zu langen Ketten, ist dieses Netzwerk aus langen Ketten fest! Man nennt es dann Polymethacrylsäuremethylester oder [http://de.wikipedia.org/wiki/Polymethacryls%C3%A4uremethylester Polymethylmethacrylat] (''poly'' heißt ''viele'')
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 </gallery>
-Wie aber schaffen es die einzelnen Moleküle nun so lange flüssig zu bleiben bis wir sie verarbeiten wollen? Und wie schaffen sie es, ausgerechnet dann fest zu werden?
-{{Methode|
-So, das reicht für's erste! '''Kontrolliere''' mit Hilfe der Methoden-Anleitung oben, ob du an diesem kurzen Text wirklich alle fünf Schritte der Lesemethode durchgeführt hast.}}
-{{Methode|
-Entscheide dich für einen Kompetenzlevel zur selbständigen Erarbeitung der Polymerisation - natürlich mit Hilfe der erlernten 5-Schritt-Lese-Methode:
-[[Polymerisation Level 1]]
+Wie aber schaffen es die einzelnen Moleküle so lange flüssig zu bleiben bis du sie fertig verarbeitet hast? Und wie schaffen sie es, ausgerechnet dann fest zu werden, wenn du die Löffel ins Lichthärtegerät stellst oder wenn der 3D-Drucker das Harz belichtet?
-[[Polymerisation Level 2]]
+Und was genau ist an ihnen so gesundheitsgefährdend für dich?
-[[Polymerisation Level 3]]
-[[Polymerisation Level 4]]
+<div {{Arbeitsblatt}}>
-}}
+Je nach (gemeinsamer) Unterrichtsplanung unterstützt dich deine Lehrkraft bei der '''Erarbeitung''' der radikalischen Polymerisation oder du erarbeitest dir die Zusammenhänge selbstständig.
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+Du hast bisher eher weniger chemisches Grundwissen oder Du fühlst Dich noch unsicher, dann folge dem Link zu Level 1/2 [[Radikalische Polymerisation Level 1/2]]
+Du fühlst dich schon ziemlich sicher in der Chemie oder möchtest mehr Herausforderung, dann folge dem Link zu Level 3/4 [[Radikalische Polymerisation Level 3/4]]
-Diese Artikel sind alt und werden im Unterricht zur Zeit nicht mehr verwendet:
-*[[Polymerisation -einfach]] - Hier wird nur ein kleiner Teil selbständig erarbeitet. Der Rest erfolgt dann gemeinsam mit der Lehrperson.
+</div>
-*[[Polymerisation -normal]] - Hier wird ein größerer Teil selbständig erarbeitet. Der Rest erfolgt dann gemeinsam mit der Lehrperson.
-*[[Polymerisation -anspruchsvoll]] - Hier erarbeitest du alle Kompetenzen zur Polymerisation selbständig.