Chemie am Menschen - Kunststoffe

zurück Elastomere

Synthesen

Biologisch abbaubare Kunststoffe

weiter

Polykondensation

am .

 

merke-kleinBei der Polykondensation benötigt man Monomere mit mindestens zwei funktionellen Gruppen (bifunktionelle Monomere). Meisten sind das Hydroxy-, Carboxy- oder Amino-Gruppen. Das Reaktionsprodukt heißt mit allgemeinem Namen Polykondensat. Die Polykondensation, eine Form von Substitutionsreaktion, ist eine Stufenwachstumsreaktion. Kennzeichen einer Polykondensation ist das Entstehen von kleinen Molekülen neben dem erwünschten Hauptprodukt.

Die Polykondensation von bifunktionellen Monomeren führt zu lineare, thermoplastische Polykondensate. Aus trifunktionellen Molekülen bilden sich dreidimensional vernetzte, duroplastische Polykondensate.

Bei einer Stufenwachstumsreaktion entsteht das Makromolekül nicht schlagartig, sondern stufenweise, Die Zwischenprodukte reagieren untereinander. Zu Beginn der Polykondensation erfolgt eine Verknüpfung zu Dimeren, welche dann mit weiteren Monomermolekülen oder auch untereinander reagieren. Schließlich entsteht aus schon relativ hochmolekularen Molekülen das Polymer. Bei jedem Reaktionsschritt spaltet sich ein kleines Molekül, in der Regel ein Wassermolekül (oder aber Ammoniak oder Chlorwasserstoff), ab. Daher nennt man diese Synthese eine Polykondensation.

 

 

Vereinfachtes Schema einer Polykondensation

polykondensation-schema

Beispiel: Veresterung von Hexandisäure mit Glykol zu einem Polyester

bsp1-polykondensation

Hier ist ein Monomer eine Carbonsäure. Es bildet sich ein Polyester. Vergleiche auch die Esterbildung im Kapitel "Duft- und Aromastoffe".

merke-kleinDie in der Natur vorkommenden Makromoleküle (Polymere) wie Naturseide, Stärke, Polysaccharide, Proteine und die DNA sind ebenfalls durch Polykondensation entstanden.

 

 

Wichtige Polykondensate 

Polyester

Polyesterharze (Duroplast)

Polycarbonate (Thermoplast)

PET (Thermoplast)

Polyamide

Nylon (Thermoplast)

Perlon (Thermoplast)

Silikon

 

Aminoplaste

 

Phenolharze

 

Polyaddition

am .

merke-kleinBei der Polyaddition besitzt ein Monomer meistens polare Doppelbindungen, das andere Monomer reaktionsfähige Wasserstoffatome. Im Gegensatz zur Polykondensation werden keine kleineren Moleküle bei der Polymerbildung abgespalten. Bifunktionelle Monomere führen zu Thermoplasten, trifunktionelle Monomere bilden Duroplaste. Das Reaktionsprodukt heißt mit allgemeinem Namen Polyaddukt. Die Polyaddition ist, wie die Polykondensation, eine Stufenwachstumsreaktion.

 

Vereinfachtes Schema einer Polyaddition

polyaddition-schema

Beispiel: Reaktion von Benzoldiisocyanat mit Glycol

polyaddition-Bsp

Wichtige Polyaddukte 

Polyurethane (Thermoplast, Duroplast oder Elastomer)

Epoxidharze

...

Polymerisation

am .

 

merke-klein

Die Polymerisation ist eine Sonderform der Additionsreaktion. Ausgangsstoffe sind ungesättigte Monomere, also Monomere mit Doppelbindungen. Doppelbindungen stellen Reaktionszentren dar, da hier eine hohe Elektronendichte herrscht. Die Reaktion verläuft als Kettenreaktion (Wachstumsreaktion) und wird durch Radikale und Ionen ausgelöst (Initiatoren). Die Reaktionsprodukte werden allgemein als Polymerisate bezeichnet.

Bei der Polymerisation bilden sich meistens lineare oder wenig verzweigte Makromoleküle aus. Es sind thermoplastische Kunststoffe.

 

Vereinfachtes Reaktionsschema einer Polymerisation

polymerisation-schema

Beispiel: Radikalische Polymerisation von Propen zu Polypropen (PP)

bsp1-polymerisation

 

 

Wichtige Polymerisate

PE (Polyethen, Polyethylen) (Thermoplast)

PP (Polypropen, Polypropylen) (Thermoplast)

PVC (Polyvinylchlorid) (Thermoplast)

PS (Polystyrol) (Thermoplast)

PMMA (Plexiglas) (Thermoplast)

PTFE (Teflon) (Thermoplast)

 

Who's Online

Aktuell sind 191 Gäste und keine Mitglieder online

Homepage-Sicherheit 

Twitter