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CD zu den Makromeren
Die neue CompuChem- Mulimedia- CD mit dem Untertitel "Synthese und Eigenschaften von Makromeren" ist
als Lehrgang zu einer Einführung in die Chemie der Kunststoffe konzipiert. Der Kurs beginnt mit den in der
Natur vorkommenden Polymeren und deren chemischen Abwandlungen. Ausgehend von der Zellulose wird aufgezeigt, wie
sich die Materialeigenschaften durch Abwandlung der chemischen Grundstruktur zum Zellulosenitrat oder zur Methyl-
bzw. Acetylzellulose ändern. Nach dem Ableiten der Eigenschaften von Kautschuk, Guttapercha und Neopren aus
ihren Strukturen wird in Molekül-Animationen dargestellt, wie durch die Vernetzung (Vulkanisation) die Einsatzbereiche
dieser Materialen optimiert und angepasst werden können. Wie bei allen Kapiteln dieser CD wird das Basiswissen
zu den Makromolekülen in einem interaktiven Test zusammengefasst.
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Abbildung 1:
Die einzelnen Seiten der MakroChem CD sind einheitlich aufgebaut. Im oberen Teil läuft jeweils die Animation,
hier der Beginn einer Polycarbonat-Synthese aus Phosgen und Bisphenol A , ab. Mit dem Stop-Knopf kann die Sequenz
an jeder beliebiger Stelle angehalten und mit einem Mausklick wieder fortgesetzt werden.
Da die Animationen selbsterklärend sind, können die Beschreibungen im unterem Teil des Fensters meist
recht knapp gehalten werden. Zusatzinformationen werden auf Wunsch über eine Mausklick eingeblendet. Außerdem
lässt sich mit dem Knopf rechts unten ein Lexikon aufrufen. |
Das Kapitel "Polymerisationskunststoffe" umfasst
PE, PP, PVC, PTFE, PVA, PMMA, PAN, PS und Copolymerisate mit Strukturen, Materialeigenschaften und Anwendungsbeispielen.
In Molekülanimationen werden die verschiedenen Möglichkeiten der Polymerisation, anionisch, kationisch
oder radikalisch und mittels der Ziegler-Natta-Katalysatoren aufgezeigt und in einem Baukasten lässt sich
sogar ein Copolymerisat aufbauen.
Bei der Synthese eines einfachen Esters wird gezeigt, dass aus energetischen Gründen bei der Synthese von
Polyestern andere Wege gewählt werden müssen. In Molekülanimationen werden die Reaktionen bei der
Bis- Estermethode, der Säureanhydridmethode und der Epoxidmethode dargestellt. Alkydharze und die Copolymerisation
von UP-Harzen mit Beispielen für praktische Anwendungen schließen das Kapitel ab.
Zu den Polykondensaten gehören des weiteren die Amino- und Phenoplaste und die Polyamide wie Nylon, Perlon
und Aramid. Die CD zeigt, wie bei der Synthese von Harnstoff-Formaldehydharzen, Melamin-Formaldehydharzen und Phenol-Formaldehydharzen
die Monomeren reagieren und sich schließlich vernetzte Makromoleküle bilden. Die Animationen zu den
Vorgängen an Anionen- bzw. Kationenaustauschern sind ein Beispiel dafür, wie multimediale Darstellungen
ohne viele Erläuterungen auskommen. Ein Bild sagt oft viel mehr als viele Worte und für Animationen gilt
dies in noch stärkerem Maße.
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| Abbildung 2: In diesem Molekülbaukasten lassen
sich die einzelnen Fragmente mit der Maus anfassen und zu einem Polyurethan- Makromolekül zusammenfügen.
Solche Baukästen und Testseiten lockern die recht anspruchsvolle Software auf. |
Anhand der Polyurethane wird sehr schön aufgezeigt, wie
bei der Polyaddition die unterschiedlichsten Werkstoffe, seien sie hart, gummielastisch oder schaumartig, entstehen
können. Während die CD bei den meisten Reaktionen 3D-Molekülmodelle verwendet, werden hier zusätzlich
animierte Strukturformeln zur Darstellung der Reaktionsmechanismen eingesetzt. Den Abschluss der CD bildet ein
Kapitel Kunststofftechnik. Animationen zum Extrudieren, Recycling und eine Energiebilanz im Vergleich zu herkömmlichen
Werkstoffen runden die CD ab.
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| Abbildung 3: Die CD verwendet spezielle Molekülmodelle
in denen auch die Bindungsarten dargestellt werden. Nach diesen lassen sich direkt die zugehörigen Strukturformeln
zeichnen. Bei komplexeren Reaktionen, wie hier beim Reaktionsmechanismus zur Bildung eines Polyurethan-Schaums,
werden diese zusätzlich mit den zugehörigen Strukturformeln dargestellt. Auch diese Seite ist im Original
animiert, d.h. der Aufbau und Ablauf der Darstellung erfolgt in Lernschritten. |
Fazit: Die CD umfasst "alles was man über Kunststoffe
wissen sollte". Die Software, die für Windows XP optimiert ist, aber auch auf allen anderen Windows-Systemen
läuft, zeigt durch die multimedialen Molekülanimationen in besonders anschaulicher Weise, wie sich aus
der Struktur von Makromeren deren Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten ergeben. Die Sequenzen können
sowohl zur Präsentation im herkömmlichen Frontalunterricht, als auch zur selbständigen Arbeit in
einem Computerraum eingesetzt werden. Gute Kenntnisse in der organischen Chemie und zur chemischen Bindung, wie
sie beispielsweise in der OrgaChem
CD oder der Atombond CD
enthalten sind, werden jedoch vorausgesetzt. Deshalb gibt es die CD auch als Dreierpakete (Paket Organische Chemie:
OrgaChem + DynaChem + MakroChem CD bzw. Paket Makromoleküle:
MakroChem + BioChem + CellChem CD) Bestellungen können
über das Internet erfolgen, sie Fußleiste, wobei die Ausbildungsabteilungen der chemischen Industrie
ebenfalls die Schulpreise erhalten.
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