Polymerisation
Bei der Polymerisation bilden sich meistens lineare oder wenig verzweigte Makromoleküle aus. Es sind thermoplastische Kunststoffe.
Vereinfachtes Reaktionsschema einer Polymerisation
Beispiel: Radikalische Polymerisation von Propen zu Polypropen (PP)
Reaktionsmechanismus am Beispiel der radikalischen Polymerisation von Ethen zu Polyethen
Der folgende Reaktionsmechanismus liegt dem von Karl Ziegler erfundenen Verfahren zur Herstellung des harten PE-HD bei niedrigem Druck zugrunde, wofür er 1963 den Nobelpreis für Chemie erhalten hat.
Radikalbildung
RO-OR → 2 RO·
Zum Beispiel aus Benzoylperoxid:
Startreaktion (Initiation)
RO· + CH2=CH2 → ROCH2-CH2·
Kettenwachstum
ROCH2CH2· + CH2=CH2 → ROCH2CH2CH2CH2·
ROCH2CH2CH2CH2· + CH2=CH2 (n-1) → RO-(CH2CH2)n-CH2CH2·
Kettenabbruch
2 RO-(CH2CH2)n-CH2CH2· → RO-(CH2CH2) 2n+2-OR
2 RO-(CH2CH2)n-CH2CH2· → RO-(CH2CH2)n-CH2CH3 + RO-(CH2CH2)n-CH=CH2
[Quelle nach: Organische Chemie, Vollhardt, 200, S. 535]
Wird die Polymerisation bei wesentlich höherem Druck durchgeführt, treten starke Kettenverzweigungen auf: Wasserstoff-Atome werden bei dem hohen Druck abgerissen. Dadurch entstehen neue radikalische Zentren, von welchen die Ketten ebenfalls weiter wachsen können. Es entsteht das weichere PE-LD. Das verwundert, da man ja bei einer starken Verzweigung eher an einen Duroplast denkt.
Woran liegt das?
Wichtige Polymerisate
PE (Polyethen, Polyethylen) (Thermoplast)
PP (Polypropen, Polypropylen) (Thermoplast)
PVC (Polyvinylchlorid) (Thermoplast)
PS (Polystyrol) (Thermoplast)
PMMA (Plexiglas) (Thermoplast)
PTFE (Teflon) (Thermoplast)
