Erdgas und Polymere: Eigenschaften, Nutzung und Umwelt

Erdgas: Zusammensetzung und Eigenschaften

Erdgas ist ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen mit einem hohen Anteil an Methan, das oft in Ölfeldern gefunden wird. Die Rate, mit der Methan in Erdgas vorkommt, liegt zwischen 75 % und 95 % des Gesamtvolumens der Mischung. Aus diesem Grund wird es oft synonym als Methan bezeichnet. Die anderen Komponenten sind Ethan, Propan, Butan, Stickstoff, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Helium und Argon.

Physikalische Eigenschaften von Erdgas

• Es ist zwischen 35 % bis 40 % leichter als Luft.
• Es ist geschmacklos, farb- und geruchlos.
• Es ist nicht toxisch.
• Es besitzt eine relativ niedrige Entflammbarkeit.
• Es generiert eine relativ saubere Verbrennung.
• Verflüssigungspunkt: -161 °C.
• Heizwert: Die vollständige Verbrennung von einem Kubikmeter Erdgas erzeugt etwa 9300 Kilokalorien.

Bedeutung und industrielle Nutzung

Erdgas wird als Hausbrand und in der Industrie genutzt. Neben dem hohen Heizwert ist es vorteilhaft, weil seine Verbrennung gesteuert werden kann und wenig Verunreinigungen erzeugt. Es wird auch als Ausgangsstoff in der petrochemischen Industrie zur Gewinnung von Ammoniak, Methanol, Ethylen, Propylen und Butadien verwendet.

Umwelt- und wirtschaftliche Auswirkungen

Die Umweltauswirkungen beginnen bei Explorationsbohrungen, die in der Regel an Orten mit sehr unterschiedlichen Ökosystemen stattfinden. Reichlich Wasser wird zur Kühlung der Bohrer benötigt, welches dann in kontaminierten Brunnen hinterlegt wird; dies kann Flüsse und anschließend das Meer erreichen. Zudem gibt es Risiken beim Öltransport und durch Unfälle, da ausgelaufenes Öl in Gewässern die marinen Ökosysteme verändert.

Die wirtschaftlichen Auswirkungen der Ölförderung haben Holz und Kohle als Primärenergieträger im Laufe der Zeit ersetzt. Da dieses Öl jedoch ungleichmäßig über den Planeten verteilt ist, sind große Unterschiede in den Volkswirtschaften der Länder entstanden.

Polymere: Definition und Klassifizierung

Ein Polymer ist ein Stoff, dessen Moleküle aus einer Vielzahl von Einheiten mit niedrigem Molekulargewicht bestehen, den sogenannten Monomeren.

Wichtige Arten von Kunststoffen

Polyethylen

Polyethylen ist chemisch am einfachsten aufgebaut. Es zeichnet sich durch seine Wiederholungseinheit (CH2-CH2-)n aus. Aufgrund seiner hohen weltweiten Produktion ist es sehr günstig und einer der häufigsten Kunststoffe. Es ist chemisch inert und wird durch die Polymerisation von Ethylen hergestellt.

Polypropylen

Das Polymer Polypropylen ist ein teilkristalliner Thermoplast, der aus der Polymerisation von Propylen (oder Propen) gewonnen wird. Es findet Anwendung in einer Vielzahl von Bereichen wie Lebensmittelverpackungen, Textilien, Laborgeräten, Fahrzeugkomponenten und transparenten Folien.

Polystyrol (PS)

Polystyrol ist ein thermoplastisches Polymer, das aus der Polymerisation von Styrol gewonnen wird. Es gibt vier Haupttypen:

• PS-Glas: transparent, starr und spröde.
• High-Impact-Polystyrol: stark und undurchsichtig.
• Polystyrol-Schaum: sehr leicht.
• Extrudiertes Polystyrol: ähnlich wie Schaum, jedoch dichter und wasserdicht.

Polyurethan

Polyurethan ist ein Polymer, das durch die Kondensation von Polyolen mit Polyisocyanaten erhalten wird. Es wird in zwei Gruppen unterteilt: Duroplaste und Thermoplaste (thermoplastisches Polyurethan).

Polyvinylchlorid (PVC)

Polyvinylchlorid ist ein thermoplastisches Polymer. Es erscheint als ein weißes Material, das um 80 °C zu erweichen beginnt und sich oberhalb von 140 °C zersetzt. Es ist bemerkenswert, dass es sowohl ein Polymer als auch ein Harz ist, das aus der Polymerisation von Vinylchlorid oder Chlorethylen resultiert.