Experimente:
Versuch: Darstellung von Schellackfirnis
Versuch: Bestimmung der Molmasse
Versuch: Der Tyndalleffekt

Ein natürlicher Stoff, der Eigenschaften aufweist, die man auch von einigen Kunststoffen kennt, ist der Schellack. Er wird bei nicht allzu hoher Temperatur plastisch, löst sich nicht in Wasser, aber in organischen Lösungsmitteln, und ist von elastischer Konsistenz.

Außerdem weist er eine gute Oberflächenhaftung und einen schönen Glanz auf. Daher wurde er schon früh als Firnis benutzt, um Möbeln einen schützenden und schönen Überzug zu geben. Das Wort Lack kommt von genau diesem Schellack, denn Lac ist der indische Name für den Stoff, aus dem der Schellack gewonnen wird, nämlich das Sekret der indischen Schildlaus. Man verwendete ihn wegen seiner guten Verformbarkeit, er schmilzt zwischen 65-85 °C, auch für Knöpfe oder in Form einer Pressmasse für Schallplatten, den Schellackplatten. Außerdem wurde er in einer Zeit, als es noch keine Kunststoffe gab, in der Elektroindustrie als Isolator eingesetzt. Aufgrund seiner Eigenschaften konnte Schellack auf sehr vielen Gebieten Verwendung finden.
Andererseits, um ein Kilogramm Schellack zu gewinnen, muss von 300000 Schildläusen das Sekret eines halben Jahres gesammelt werden.

Schellack (Foto: Dietmar)

Es stellt sich also die Frage, was verleiht diesem Stoff diese begehrenswerten Materialeigenschaften, die ihn zu einem solchen Allroundtalent machen? Nur wenn man diese Frage beantworten kann, besteht die Möglichkeit nach einem Stoff zu suchen, der ähnliche oder vielleicht bessere Eigenschaften aufweist, und den man unabhängig von der Natur herstellen kann. Bei Schellack lässt sich ein Teil dieser Frage mit Hilfe der Kryoskopie, durch die Bestimmung der Molmasse, beantworten. Dabei kann man feststellen, dass er eine relativ hohe durchschnittliche Molmasse (um 1000 g/mol) hat. Eine Eigenschaft, die man auch bei den technischen Kunststoffen nachweisen kann. Da diese jedoch noch höhere Molmassen aufweisen (ca. 8000-6000000 g/mol), ist der Nachweis etwas schwieriger als beim Schellack.
Bedingt durch die großen Molmassen und den daraus resultierenden großen Molekülen, sowie aus der Struktur der Kunststoffe lassen sich deren Eigenschaften erklären und somit gezielt nach anderen Stoffen mit vergleichbaren Eigenschaften suchen.
Wenn hier im übrigen von großen Molekülen die Sprache ist, so heißt das nicht, dass diese mit dem bloßen Auge sichtbar wären. Sie sind aber immerhin so groß, dass sie, wenn sie in einem durchsichtigen Lösungsmittel aufgelöst sind, Licht, was durch die Lösung hindurchscheint, reflektieren, und somit der Strahlengang sichtbar wird. Man spricht hier vom Tyndalleffekt, der von allen großen Molekülen hervorgerufen wird.

Ein Mann, der sich auf die Suche nach einer Erklärung für derartig große Moleküle begab, war H. Staudinger. Er kam zu dem Schluss, dass diese großen Moleküle, für die er 1922 den Begriff Makromoleküle prägte, aus vielen kleinen, unter sich identischen, Bausteinen zusammengesetzt sind. Mit dieser Meinung stieß er zu seiner Zeit auf heftigen Widerspruch bei den Chemikern, denn diese hatten die Auffassung, dass ein Stoff nur eine maximale Molmasse von 300 g/mol haben könne. Da Staudinger seine Theorien anfangs nicht beweisen konnte, wurde er lange Zeit von seinen Kollegen nicht ernst genommen.
Erst als 1935 u. a. Röntgenaufnahmen von Molekülverbänden seine Theorien bestätigten, wurde ihm nach dem zweiten Weltkrieg Ruhm zuteil und er bekam 1953 den Nobelpreis für Chemie. Durch seine Arbeiten wurde es den Chemikern z. B. möglich, Kunststoffe mit genau vorherbestimmten Eigenschaften herzustellen.

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