Radikalische Polymerisation: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 12. Juni 2024, 08:43 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'''.
+'''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 [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!
-Nun geht es los mit der eigentlich Arbeit am Text bzw. am Texten.
+<div {{Arbeitsblatt}}>
-{{Methode|
+Beim Lesen und Verstehen der folgenden kurzen Texte kann Dir die [[5-Schritt-Lesemethode]] helfen.
-'''Übe''' am folgenden kurzen Text die 5-Schritt-Lesemethode. Tu dies in Ruhe und besonders sorgfältig.}}
+'''Fasse''' mit Hilfe der [[5-Schritt-Lesemethode]] den Text '''zusammen'''.
+</div>
+'''Was genau passiert da?'''
-'''Du kennst das aus dem Labor von deiner täglichen Arbeit:'''
+[[Bild:Methylmethacrylat.png|right|thumb|Methylmethacrylat- bzw.MMA-Molekül]]
-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!
+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.
+In den Platten für lichthärtende Abformlöffel ist Monomer mit anderen Stoffen zu einer knetbaren Masse vermischt.
-'''Was genau passiert da?'''
+Bei den Harzen für den 3D-Druck ist das Monomer vorpolymerisiert. Es ist dann ein sogenanntes [https://de.wikipedia.org/wiki/Oligomer Oligomer].
-[[Bild:Methylmethacrylat.png|right|thumb|Methylmethacrylat- bzw.MMA-Molekül]]
-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.
+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'').
-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.