DECHEMAX Initiative für Chemische Technik und Biotechnologie

Frage der Woche

Frage der Woche

Rund um den Reifen

Reifenmaennchen 
Quelle: fotolia

Fahrräder, Motorräder, Traktoren, LKW, Busse und Autos sind mit der Straße über Reifen in Kontakt. Der Gummireifen sorgt für ausreichend Haftung und Griff zwischen Fahrbahnbelag und Fahrzeug. So kann man sicher beschleunigen, bremsen und Kurven fahren.

Frage 1 (Klassenstufen 7-11)

Fangen wir am Ende an. Wohin mit den Altreifen? Der Reifen ist rund, aber dennoch hat er ein Ende: Nämlich das seiner Lebenszeit. Ist ein Reifen abgefahren, d.h. ist die Profiltiefe zu gering, ist er im Straßenverkehr nicht mehr einsetzbar.

Welche Recycling-Möglichkeiten kennst du, um die Altreifen weiter zu verwerten? Nenne zwei.

Lösung:

Lösung:

Hier einige Beispiele:
Ganzer Gummireifen:
Blumentöpfe, Spielplätze (z.B bei Wippen als Stoßdämpfer), Verbrennung in einer Zementfabrik/Kraftwerken,
Verwertung zu Gummimehl oder Granulaten:
Füllungen in Kunstrasen, Sportstättenbau, Freizeitbau, Rohstoff für Elastikbeläge, Zumischungen in der Gummiindustrie, Zusatzstoff im Straßenbau, Runderneuerung

Zusatzfrage (Klassenstufen 8-11)

1_abrieb 
Quelle: DECHEMA

Reifenabrieb- Wo geht er hin?

Regelmäßig wird bei einem Reifen an einem Auto die Profiltiefe überprüft. Ist der Reifen abgefahren, hat also die Profiltiefe abgenommen und die Oberfläche des Reifens ist ein Stück dünner geworden. Dies geschieht durch Bremsen, Beschleunigen und die Reibung zwischen Straßenbelag und Reifen.

Doch wo verbleibt der Reifenabrieb?
(ordne zu)

Zu Lande:

Bremsstreifen, im Asphalt als Abrieb
als Staub oder Feinstaub
Abrieb wird bei Regen in die Kanalisation oder an den Straßenrand/ Straßenentwässerung/Gruben gespült, so gelangt er bis ins Meer

Lösung:

Bremsstreifen, im Asphalt als Abrieb

zu Wasser

Bremsstreifen, im Asphalt als Abrieb
als Staub oder Feinstaub
Abrieb wird bei Regen in die Kanalisation oder an den Straßenrand/ Straßenentwässerung/Gruben gespült, so gelangt er bis ins Meer

Lösung:

Abrieb wird bei Regen in die Kanalisation oder an den Straßenrand/ Straßenentwässerung/Gruben gespült, so gelangt er bis ins Meer

in der Luft:

Bremsstreifen, im Asphalt als Abrieb
als Staub oder Feinstaub
Abrieb wird bei Regen in die Kanalisation oder an den Straßenrand/ Straßenentwässerung/Gruben gespült, so gelangt er bis ins Meer

Lösung:

als Staub oder Feinstaub

Was ist das Problem des Feinstaubes?

Lösung:

Beeinflussung der Gesundheit durch Einatmen von Feinstaub

Vielleicht habt ihr schon einmal den Begriff Mikroplastik gehört? Das sind kleine Plastikteilchen, die sich in der Umwelt anreichern. Oft hört man davon in Zusammenhang mit Duschgel oder Peelings, die kleine Plastikkörnchen enthalten. Tatsächlich ist aber der Autoreifen bzw. der oben beschriebene Abrieb einer der größten Verursacher von Mikroplastik in der Umwelt.

Was genau ist denn an Mikroplastik so gefährlich? Kreuze die richtigen Antworten an:

Anreicherung von Mikroplastik in der aquatischen Umwelt -> Eintrag in die Nahrungskette unterschiedlicher Organismen
Bei der Zersetzung von Kunststoffen werden Monomere (die kleinsten „Bausteinchen“ der Kunststoffe) und Zusatzstoffe (Weichmachern) freigesetzt, die teilweise toxisch sind.
Gar nichts – Plastik ist sehr reaktionsträge und zersetzt sich bekanntlich auch schlecht. Damit ist es auch nicht gefährlich.
Mikroplastik reichert sich in großen Mengen in Sedimenten/Sand an. Wenn dieser Sand zum Bauen verwendet wird, wird der Beton instabil und die daraus errichteten Bauwerke können einstürzen.

Lösung:

Richtig sind die ersten beiden Antworten. Zum einen reichert sich das Mikroplastik in der Umwelt an, zum anderen werden durch die Zersetzung teils toxische Stoffe freigesetzt.

Zusatzfrage (Klassenstufen 9-11)

Welche Rohstoffe werden für die Herstellung von Gummi benötigt?

Wähle die richtigen Antworten aus.

Gelatine
Kautschuk
Teflon
Schwefel
Getrocknete Blätter des Gummibaums
Latex

Lösung:

Es werden Kautschuk und Schwefel benötigt.

Warum sind Autoreifen immer schwarz?

Lösung:

Bei der Herstellung von Autoreifen wird Ruß, ein schwarzes Pulver, beigemischt. Dies erhöht die Härte und die Abriebfestigkeit des Reifens.

Zusatzfrage (Klassestufen 10-11)

Oft wird gesagt, dass tolle Entdeckungen in der Wissenschaft nur aus Zufall oder aus einem Missgeschick heraus entstanden sind. So zum Beispiel fand Alexander Fleming nach seinem Urlaub verschimmelte Bakterienkulturen in seinem Labor vor und entdeckte dadurch die antibakterielle Wirkung von Penicillin.

Eine ähnliche Geschichte wird von dem Amerikaner Charles Goodyear erzählt. Er erhitzte angeblich im Jahr 1839 in seinem Labor einen Topf mit Kautschuk, als auf dem Regal über dem Herd ein Behälter mit Schwefel kippte und in den Topf fiel. Dabei stellt er fest, dass das zähe klebrige Gemisch in seinem Topf durch die Vermischung und Reaktion mit dem Schwefel eine völlig andere Konsistenz erhielt: Aus dem plastischen Kautschuk war ein elastischer Gummi geworden.

Durch das Erhitzen von Kautschuk mit Schwefel entsteht also Gummi. Wie nennt man diesen Vorgang?

Lösung:

Bei der Vulkanisation wird der Gummi aus dem Gemisch der Rohstoffe Kautschuk und Schwefel und einigen anderen Stoffen unter Hitze (120 bis 160 °C) hergestellt.

Welche Rolle spielen Schwefelverbindungen bei der Herstellung von Gummi?

Lösung:

Die Schwefelverbindungen verbinden die langen Molekülketten des Kautschuks und sorgen so für eine bessere Vernetzung der langen Molekülkette.

Was bedeutet Elastizität? (kurze(!) Erklärung)


Lösung:

Zieht man mit Kraft einen Gummiring auseinander, dehnt sich dieser aus. Sobald man den Gummiring loslässt, geht dieser wieder in seine ursprüngliche Gestalt zurück. Dieses Verhalten bezeichnet man als elastisches Verhalten.

Zusatzfrage (Klassenstufe 11)

Unterschied zwischen Winterreifen und Sommerreifen

Das Profil von Winterreifen ist so gestaltet, dass bei Schnee und Matsch die Haftung höher ist als mit Sommerreifen. Winterreifen haben aber auch eine andere Gummimischung, die der Kälte besser trotzen kann. Die Gummimischung der Sommerreifen ist härter als jene für die Winterreifen.

Bestimmt gibt es in einem modernen Reifen eine große Zahl an Zusatzstoffen, die seine Eigenschaften optimieren. Nehmen wir aber an, die Eigenschaften eines Reifens wären ausschließlich in der Mischung aus Schwefel und Kautschuk begründet. In welcher Reifenmischung wäre mehr Schwefel? In der des Winterreifens oder in der des Sommerreifens? Begründe.

Lösung:

Der Sommerreifen ist härter als der Winterreifen. Deshalb befindet sich in ihm mehr Schwefel. Ein größerer Schwefelanteil sorgt für eine stärkere Vernetzung der Kautschuk-Moleküle, so dass daraus eine festere Gummimischung entsteht.

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