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Institut Dr. Flad
Berufskolleg für Chemie, Pharmazie und Umwelt

Ausbildung mit Markenzeichen. Seit 1951.
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Perlonfasern für die Schulchemie

Im Rahmen der CTA-Ausbildung fertigen die SchülerInnen im zweiten Ausbildungsjahr eine Projektarbeit an. Im Schuljahr 2008/2009 haben die Schülerinnen Sonja Fischinger und Carina Gerhard das Thema "Perlonfasern für die Schulchemie" bearbeitet. Dabei haben sie die Herstellung eines Perlonfadens unter Schulbedingungen optimiert.

 

Herstellung eines Perlonfadens

Ein 25 mL-Becherglas wird auf einen Dreifuß mit Drahtnetz gestellt. Darunter wird ein Brenner (im Makromaßstab) platziert. Das Becherglas wird zur Sicherung mit Klammer und Muffe fixiert. Es werden ca. 3 g trockenes ε-Caprolactam eingewogen und 2 - 4 Natriumhydroxid-Kügelchen (ein Kügelchen wiegt circa 0,005 - 0,01 g, Durchmesser circa 1-2 mm) (auch möglichst trocken) zugegeben. Der Versuchs-ansatz wird erhitzt (rauschende Flamme). Mit einem Thermofühler wird die Temperatur gemessen und der Versuchsansatz umgerührt. Ab ca. 240 °C wird die Leistung des Brenners gedrosselt (Gas- und Luftzufuhr), so dass die Temperatur nur noch langsam ansteigt. Sollte keine Temperaturerhöhung mehr messbar sein, muss der Brenner wieder etwas "aufgedreht" werden. Sobald die Temperatur über 256 °C liegt und die Schmelze merklich zähflüssiger wird, wird die Brennerflamme so klein wie möglich eingestellt (leuchtende Flamme). Die Schmelze sollte dabei so lang wie möglich bei ca. 260 °C konstant gehalten werden, bei Temperaturen über 270 °C sollte die Brennerflamme abgestellt werden. Falls die Schmelze nicht zähflüssig wird, muss nochmals langsam bis auf ca. 260 °C erwärmt werden.

Wenn ε-Caprolactam siedet, muss darauf geachtet werden, dass sich noch genügend Schmelze im Becherglas befindet. Bevor diese Schmelze einkocht, muss der Brenner abgestellt werden.

Liegt eine zähflüssige Schmelze vor, so können aus dieser während des Erstarrungs-vorganges Fäden gezogen werden. Dazu entfernt man den Thermofühler aus der Schmelze und rührt mit einem Glasstab in der Schmelze. Bei diesem Prozess erhält man bereits Fäden aus der Schmelze. Streift man die am Glasstab befindende Schmelze an der Kante einer Glasplatte ab, so lassen sich aus den beiden "Klecksen" auch Fäden ziehen. Diese Fäden können z. B. mit einem Glasstab um die Glasplatte gewickelt werden.

Perlonfasern für die Schulchemie

 

Reinigung

Die Gefäße und Glasstäbe werden zur Reinigung in konz. Salzsäure oder in konz. Schwefelsäure getaucht. Die Perlonreste an den Glasstäben können aber auch mit einem scharfen Messer weggekratzt werden, dadurch wird die Reinigungsdauer erheblich verkürzt. Die gesamte Reinigung sollte aus Sicherheitsgründen vom Lehrer durchgeführt werden. Nachdem sich alle Perlonreste in der Säure gelöst haben, werden die Glasgegenstände abgespült und die Säure ordnungsgemäß entsorgt.

 

Lagerung

Da die Trocknung von ε-Caprolactam sehr lange dauert und nicht vollständig durchgeführt werden kann, ist es am Besten, wenn das ε-Caprolactam trocken aufbewahrt wird. Dazu werden einige aktivierte Trockenperlen in ein trockenes Tuch oder einen Perlonstrumpf gegeben und im Exsikkator über aktivierten Trockenperlen aufbewahrt.