Plastikmüll im Meer

Experiment 2: Wie kann man einen Kunststoffschaum herstellen?

Holzstab, Joghurtbecher aus Kunststoff oder Pappe (ca. 200 - 250 ml), Papierunterlage, Desmodur (Polyol + Wasser / Aktivator-Gemisch), Desmophen (Polyisocyanat aus dem Monomer 1,6-Hexamethylendiisocyanat) Tipp: Ideal ist ein transparenter Becher, weil dann die Reaktion besonders gut zu beobachten ist. In den Becher gibt man etwa 30 ml (ca.1 cm hoch) Desmophen, dann die gleiche Menge Desmodur. Mit dem Holzstab rühren bis zum sichtbaren Beginn der Reaktion.

Notiere die Beobachtungen. Zusätzlich kannst Du mit dem Smartphone den Reaktionsablauf filmen.

Werte die Beobachtungen aus! Was hat dich überrascht?

Interaktives Lernbuch für Lehrende und Lernende

Ein Polyurethanschaum kann relativ einfach mit einer Polyaddition hergestellt werden.

Informiere Dich den Ablauf einer Polyaddition. 

Was unterscheidet die Polyaddition von Polymerisation und Polykondensation?

Polyethylen- und Polypropylen gehören zur Familie der Thermoplaste. Sie werden aus Erdöl und -gas durch den Prozess der Polymerisierung von Ethylen bzw. Propylen hergestellt. Ihre Vielseitigkeit macht sie zu vielfältig nutzbaren Kunststoffen. Die Dichte von PP liegt zwischen 0,895 und 0,92 g/cm³. Somit ist PP der Kunststoff mit der niedrigsten Dichte. PP verfügt, verglichen mit Polyethylen (PE), über bessere mechanische Eigenschaften und Hitzebeständigkeit, ist jedoch weniger chemisch beständig. PP ist widerstandsfähig und flexibel. Frischhaltefolien, Einkaufstaschen, Flaschen für Lebensmittel, Waschmittel, Kosmetika sowie Frischhaltedosen, Schraubverschlüsse, Seile und Netze bestehen aus PP. PE-Produkte sind Einkaufstüten, Folien, Kanister und Schaumstoffe.

PET ist transparent, nicht säureresistent und es verformt sich bei höheren Temperaturen. PET ist der Grundstoff für Plastikflaschen ist, es kommt aber auch in der Textilindustrie zur Verwendung.&nbsp; PET-Einwegflaschen werden gesammelt und teils recyelt, teils aber auch in Müllverbrennungsanlagen als Feuerungsmittel eingesetzt.&nbsp; Der Schraubverschluss besteht meist aus PP.&nbsp;

Den Pazifik vom Plastikmüll befreien: Der Niederländer Boyan Slat und sein Team vom „Ocean-Cleanup“-Projekt haben ein ehrgeiziges Ziel. Der von ihnen konstruierte Müllerfänger wurde nun erstmals zu Wasser gelassen. Doch was kann das Gerät wirklich gegen riesige Müllwirbel ausrichten?

Welche Fragen können experimentell zur Eignung des Plastikfängers beantwortet werden? Aufgabe: Notiere zwei Fragen, die Du in einem Experiment überprüfen könntest!

Der Clip verdeutlicht modellhaft die Größenordnung des Problems.

Was sollten wir in der Zukunft tun, um das Problem zu beheben? Formuliere drei Vorschläge!

Materialien: Wasserbecken - für den Sammler: Kleiderbügel, Draht, Schaumstoff, Büroklammern, Zange, Schere, Plastikstreifen - für die Kunststoffproben: diverse Plastikproben, Wasser, Kochsalz, Bechergläser, Rührstab, Spatellöffel, Schere

Führe das Experiment durch. Gib dazu ca. 10-20 Plastikproben in das Meerwasser und versuche, diese mit dem Plastiksammler einzusammeln!

Werte die Beobachtungen aus und beantworte die Forschungsfrage! Stimmte deine Vermutung?

Hintergrundinfos und mögliche Aufgabenstellungen

Programm Sea... zum Konstruieren einfügen!

Das browserbasierte, freie Programm Sagemodeler ermöglich die Modellierung von Prozessen. Es eignet sich hervorragend, um die Abhängigkeiten und Bezüge der Handelnden im Bereich des Plastikmülls qualitativ und quantitativ zu erfassen. Probiere es aus! Link: <a href="https://codap.concord.org/releases/latest/static/dg/en/cert/index.html?app=is">https://codap.concord.org/releases/latest/static/dg/en/cert/index.html?app=is#shared=16233</a> oder klicke auf den Tipp

Polyurethane (PU) sind Polymere, die aus einer Aneinanderreihung von Urethan-Gruppen bestehen. Dabei  werden Diisocyanate und Diole aneinandergereiht (addiert).

Wie entsteht der Schaum? Dem Diol ist Wasser beigemengt. Ein Teil des Diisocyanats reagiert mit dem Wasser und es entsteht dabei unter anderem Kohlenstoffdioxid. Dieses schäumt das Produkt auf.

Kunststoffe besteht aus Millionen sehr langer, ineinander verschlungener Molekülketten (Polymeren), die sich aus stets wiederholenden Grundeinheiten (Monomeren) zusammensetzen.&nbsp;

Aufgabe (social crowding): Beteilige Dich an Aktionen, um den Plastikmüll in den Weltmeeren zu verringern. Nutze dazu die Apps Litterati oder Replace Plastik!

Aufgabe: Überlege, wie es zu dieser Situation und damit zu diesem Müllproblem kommen konnte!

und als 5. wichtiger Kunststoff: Polystyrol - PS

Polystyrol (PS - Styropor) ist einer der häufig verwendeten Polymere. Styropor kommt in vielen Alltagsanwendungen zum Einsatz.&nbsp;PS ist ein thermoplastisches Produkt mit einzigartigen Qualitäten wie: geringes Gewicht/Masse, Festigkeit, Langlebigkeit, Stoßdämpfungs- und Isolierungseigenschaften. Verwendung findet PS bei der Wärmedämmung, bei Verpackungen, Sturzhelmen, Surfboards u.v.a.m.

Biokunststoffe werden aus nachwachsenden Rohstoffen produziert, folglich benötigen sie für die Herstellung werde Erdöl noch Erdgas. Einige Biokunststoffe sind biologisch abbaubar. Die Ausgangsmaterialien für biobasierte Kunststoffe sind z. B. Stärke aus Mais, Zucker aus Zuckerrohr und Zuckerrüben, Pflanzenöle wie Rizinusöl oder Cellulose aus Baumwolle oder Holz.

Ein Klick auf das Bild führt zur Erklärung der Grafik.

PVC lässt sich gut einfärben und nimmt kaum Wasser auf. Es ist beständig gegen einige Säuren und Laugen und bedingt beständig gegen Ethanol, Öl und Benzin.&nbsp;Und es ist beständig gegen Sonnenlicht (UV-Strahlung). PVC ist sehr preisgünstig, denn der Rohstoff Chlor ist ein Nebenprodukt bei der Herstellung von Natronlauge. PVC wird bei Garten- und Campingmöbeln und Fensterrahmen eingesetzt. Diese Fensterprofile sind pflegeleicht, wartungsarm und witterungsbeständig.

Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik - Fritz Klatte, Hermann Staudinger und das PVC

Aufgabe 1: Finde heraus, welche Plastikteile in den Fischen gefunden wurden!

Aufgabe 2: Die größten Plastikmüll-Exporteure sind die USA, Japan, Großbritannien und Deutschland. Recherchiere: Wieviel Tonnen Plastikmüll hat Deutschland exportiert?

Kennst Du die Schritte der Polymerisation?

Welche Plastikteile wurden in einem Wal gefunden?

Überprüfung der Zuordnung von Kunststoffarten und Produkten

Wo liegt das Problem? Welche Größenordnung hat das Problem? Wie konnte es zu dieser Situation kommen? Wie lange hält Plastik? Warum betrifft mich der Plastikmüll im Meer? Wie sind Kunststoffe prinzipiell aufgebaut? Welches sind die wichtigen Kunststoffarten? Wie funktioniert die Polymerisation? Was sind Biokunststoffe? Wie will das Projekt Ocean Cleanup das Problem beheben? Experimentelle Überprüfung Welche Möglichkeiten der Problembehebung existieren? Hintergrundinfos und Aufgaben Überprüfe dein Wissen Impressum

Deckblatt <a href="https://s3.amazonaws.com/cdn-media.teknoring/2019/04/europa-plastic-free-961x640.jpg">https://s3.amazonaws.com/cdn-media.teknoring/2019/04/europa-plastic-free-961x640.jpg</a> Ozean voller Müll (clip) https://www.youtube.com/watch?v=1d6r5jHGi3U Mikroplastik <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Mikroplastik-im-Meer-ESKP.png/1280px-Mikroplastik-im-Meer-ESKP.png">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Mikroplastik-im-Meer-ESKP.png/1280px-Mikroplastik-im-Meer-ESKP.png</a> <a href="https://mikroplastik.de/mikroplastik/">https://mikroplastik.de/mikroplastik/</a> Plastikmüll <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Mikroplastik-im-Meer-ESKP.png/1280px-Mikroplastik-im-Meer-ESKP.png">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Mikroplastik-im-Meer-ESKP.png/1280px-Mikroplastik-im-Meer-ESKP.png</a> Plastiktypen <a href="https://www.fosbos-straubing.de/rethink/images/poster/Plastiktypen_Plakat_Deutsch.pdf">https://www.fosbos-straubing.de/rethink/images/poster/Plastiktypen_Plakat_Deutsch.pdf</a> PET-Flasche <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/SLO_Donat-Mg-1L-PET.png/683px-SLO_Donat-Mg-1L-PET.png">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/SLO_Donat-Mg-1L-PET.png/683px-SLO_Donat-Mg-1L-PET.png</a> <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/FB_Spritzig_1%2C0l_PET_MW_300dpi%281%29.png">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/FB_Spritzig_1%2C0l_PET_MW_300dpi%281%29.png</a> Schraubverschluss <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cf/CocaColaCode.jpg">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cf/CocaColaCode.jpg</a> Plastiktüten im Wasser/Plastikmüll <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/75/Plastic_Bag_Jelly_Fish.jpg/800px-Plastic_Bag_Jelly_Fish.jpg">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/75/Plastic_Bag_Jelly_Fish.jpg/800px-Plastic_Bag_Jelly_Fish.jpg</a> https://www.wwf.de/plastikflut/ Polymerisation (Clip) <a href="https://www.youtube.com/watch?v=4V1GYCqkJg0">https://www.youtube.com/watch?v=4V1GYCqkJg0</a> PVC <a href="https://storage.needpix.com/rsynced_images/hose-2498377_1280.jpg">https://storage.needpix.com/rsynced_images/hose-2498377_1280.jpg</a> Styropor <a href="https://de.m.wikipedia.org/wiki/Datei:Aceton_on_Styrofoam.jpg">https://de.m.wikipedia.org/wiki/Datei:Aceton_on_Styrofoam.jpg</a> <a href="https://images.pexels.com/photos/9055/pexels-photo.jpg?auto=compress&amp;cs=tinysrgb&amp;dpr=2&amp;h=650&amp;w=940">https://images.pexels.com/photos/9055/pexels-photo.jpg?auto=compress&amp;cs=tinysrgb&amp;dpr=2&amp;h=650&amp;w=940</a> <a href="https://www.publicdomainpictures.net/pictures/310000/velka/foam-peanuts-1569928850CCQ.jpg">https://www.publicdomainpictures.net/pictures/310000/velka/foam-peanuts-1569928850CCQ.jpg</a> <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3c/Girl_with_styrofoam_swimming_board.jpg">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3c/Girl_with_styrofoam_swimming_board.jpg</a> Biokunststoffe <a href="https://www.kunststoffe.de/themen/basics/biokunststoffe/definition/artikel/was-sind-biokunststoffe-2558812.html">https://www.kunststoffe.de/themen/basics/biokunststoffe/definition/artikel/was-sind-biokunststoffe-2558812.html</a> Ocean cleanup <a href="https://futurezone.at/thema/start-ups/ocean-cleanup-plastikentfernung-aus-dem-meer-ab-2020/200.649.602">https://futurezone.at/thema/start-ups/ocean-cleanup-plastikentfernung-aus-dem-meer-ab-2020/200.649.602</a> Kautschuk <a href="https://de.wikipedia.org/wiki/Synthesekautschuk#/media/Datei:Perbunan.jpg">https://de.wikipedia.org/wiki/Synthesekautschuk#/media/Datei:Perbunan.jpg</a>; G.M.Hofmann&nbsp; alle weiteren Bilder: Joachim Kranz

Joachim Kranz Humboldt-Universität zu Berlin Fachdidaktik und Lehr-Lernforschung Chemie Brook-Taylor Str. 2 12489 Berlin-Adlershof 07.2020

Wie konnte es zu dieser Situation kommen?

Auch in kosmetischen Mitteln, wie Peelingprodukten oder Handwaschpasten wird Mikroplastik eingesetzt. Dabei wird die schmirgelnde Wirkung der Partikel ausgenutzt.

Aufgabe: Beschreibe die beiden Wege, auf denen Mikroplastik ins Meerwasser gelangt.

An die indonesische Küste ist ein toter Wal gespült worden. In seinem Magen wurden 115 Plastikbecher, vier Plastikflaschen, 25 Plastiktüten, ein Nylonsack, zwei Flip-Flop-Sandalen und mehr als 1000 weitere Plastikteile gefunden. Plastiksammler könnten eine Lösung sein, den Plastikmüll im Meer einzusammeln.

Wie kann man den Plastikmüll aus dem Meer entfernen? Plane ein Modellexperiment, führe das Experiment durch und entscheide, ob der Einsatz eines Plastiksammlers sinnvoll ist!

1. Notiere eine Vermutung. 2. Baue den Schwimmer eines Kunststoffsammlers aus den vorhandenen Materialien!

Warum betrifft mich der Plastikmüll im Meer?

Die Chemikalien können über den Verzehr von Meeresbewohnern (Fische, Krabben, Muscheln, aber auch Algen) vom Menschen aufgenommen werden. Damit findet sich Mikroplastik auch in unserer Nahrung!

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