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Polyethylenterephthalat (PET)

Allgemeines

Den Kunststoff Polyethylenterephthalat (PET) kennt jeder, der schon mal eine PET-Getränkeflasche in der Hand gehalten hat.

Schauen wir uns zunächst einmal die Struktur dieses wichtigen Kunststoffes mit dem unaussprechlichen Namen Polyethylenterephthalat an.

Synthese

Den Kunststoff Polyethylenterephthalat kann man theoretisch im Schülerversuch herstellen - ich selbst habe das allerdings noch nie ausprobiert. In der Abituraufgabe NRW von 2007[1] wird sogar eine Versuchsanleitung angegeben:

1 bis 2 ml Ethandiol und 1,5 g Terepthalsäure werden in ein Reagenzglas gegeben und mit der heißen Brennerflamme erhitzt. Wenn man einige Minuten weiter erhitzt, wird der Reagenzglas-Inhalt immer zähflüssiger. Nach dem Abkühlen ist der Reagenzglas-Inhalt sogar fest.

In dem folgenden Bild sehen Sie die Strukturformeln von Ethandiol und Terephthalsäure, beide sind nicht sonderlich kompliziert:

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Die Strukturformeln von Terepthalsäure und Ethandiol

Man kann schon fast ahnen, wie die Reaktion abläuft. Es wird eine typische Polykondensation eintreten, bei der sich ein Polyester bildet. Die Carboxygruppen der Säure geben ihre OH-Gruppen ab, die OH-Gruppen des Alkohols ihre H-Atome. Da die Säure zwei Carboxygruppen hat, kann sie auf jeder Seite ein Alkohol-Molekül anlagern. Und da die Alkohole zwei OH-Gruppen haben, können sie sich auf jeder Seite mit einem Säure-Molekül verestern. Der Polykondensation zum Polyester-Kunststoff PET steht also nichts mehr im Weg.

Herstellung von PET-Flaschen

PET wird zunächst in Form eines Granulats hergestellt und geliefert. In einem Extruder wird das Granulat dann aufgeschmolzen (PET ist ein Thermoplast) und dann in Performs gespitzt. Diese Preforms ("Vor-Formen") sehen aus wie ein größeres Reagenzglas. Nun heißt man die Preforms auf, damit sie verformbar werden und steckt sie in die eigentlichen Flaschenformen. Durch hohen Luftdruck werden die Preforms dann aufgeblasen, wobei sie sich dann von innen an die Flaschenform pressen und so diese Form annehmen.

Herstellung einer PET-Flasche

Quelle: Deutsche Wikipedia, Autor: Aaron119350
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Eine wesentlich ausführlichere und schöne Animation des ganzen industriellen Prozesses findet sich auf YouTube unter "Spritzstreck-Blasformen", veröffentlicht von dem Institut für Kunststofftechnik der Universität Stuttgart[3].

Quellen:

  1. Abituraufgabe NRW 2007
  2. Römpp Chemie-Lexikon, 9. Auflage 1992
  3. Institut für Kunststofftechnik der Universität Stuttgart, Video "Spritzstreck-Blasformen" auf YouTube.