2. Struktur und Eigenschaften Teil 1 Flashcards
Was sind Polymerketten?
Polymerketten = Makromoleküle, besteth aus Monomeren
Chemische Prozesse der Polymersynthese
- Polymerisation
stufenlos & ohne Abspaltung von Nebenprodukten - Polykondensation
in Stufen und mit Abspaltung - Polyaddition
in Stufen und ohne Abspaltung
Arten von Polymerisation
radikalisch
ionisch
koordinativ
Beispiele Polymerisation
Polyvinylchlorid (PVC)
Polyethylen (PE)
Polystyrol (PS)
Definition Polymerisationsgrad
Anzahl der zu einem Polymer zusammengeschlossenen monomeren Einheiten -> Kettenlänge der Polymere
beeinflusst Verarbeitungseigenschaften und mechanische Eigenschaften
Definition Polymerisation
chem Rekation, bei der Monomere mit Doppelbindungen zu Polymeren reagieren. Kettenreaktion -> Läuft bis zur Abbruchsreaktion selbstständig weiter
radikale Polymerisation (Ablauf)
- Startreaktion:
- Initiatoren zerfallen durch Energiezufuhr in ihre Radikale - Wachstumsreaktion:
- Radikale reagieren mit doppelgebundenen Kunststoff
- Die neue Gruppe reagiert weiter mit anderen Doppelbindungen - Abbruch
- Rekombination (aus 2 Radikalen entsteht ein Teilchen)
- Disproportionierung (2 Radikale reagieren, sodass ein Alkan und ein Alken entsteht)
ionische Polymerisation
- ein Ion statt Radikal
- negatives Ion -> anionische Polymerisation (kaum Abbruchreaktion, Stop durch Zugabe elektronenarmer Stoffe)
- pos. Ion -> kationisch (häufig Abbruchreaktion)
koordinative Polymerisation
- durch Übergangsmetallbindungen
- Ziegler-Natta Katalysatoren, um Monomere zu binden
Taktizität
Anordnung der Seitenketten in einem Polymer
Beispiele Polykondensation
Polyamid, Polycarbonat (PC), Phenolharz, Polyester (PET)
Polykondensation
Stufenreaktion:
niedermolekulare Gruppen verknüpfen sich unter Abspaltung von
Nebenprodukten zu Makromolekülen
Reaktionsvoraussetzung Polykondensation
Monomere besitzen mind. zwei reaktionsfähige funktionelle
Gruppen -> Anlagerung der Monomere an reaktionsfähigen Endgruppen (echte chemische
GG-Reaktion)
Reaktionsstillstand Polykondensation
Reaktion kann zum Stillstand kommen bevor Ausgangsstoffe verbraucht sind -> Steuerung
über Temperatur und Konzentration des Ausgangsstoffes
Polyaddition
Chemische Stufenreaktion, bei der verschiedenartige Moleküle ohne Abspaltung von
Nebenprodukten zu Makromolekülen reagieren
Wie erfolgt die Reaktion Polyaddition?
Reaktion durch intramolekulare Umlagerung (Wasserstoffatome werden zwischen
Molekülen verschoben)-> keine chemische GG-Reaktion
Reaktionsstillstand Polyaddition
Reaktion beendet, wenn den funktionellen Gruppen des Ausgangsstoffes keine der anderen
Komponenten mehr zur Verfügung steht -> zum vollständigen Ablauf ist genaue
mengenmäßige Abstimmung erforderlich
Anordnung der Kettenmoleküle bei verschiedenen Kunststoffen
Thermoplaste: lineare oder verzweigte Kettenmoleküle
Elastomere: schwach vernetzte Kettenmoleküle
Duroplaste: stark vernetzte Kettenmoleküle
Eigenschaften von Thermoplaste
schmelzbar, quellbar, löslich bei Raumtemp. weich bis hart, zäh oder spröde
Eigenschaften von Elastomere
nicht schmelzbar, quellbar, unlöslich, bei Raumtemp. elastisch, weich
Eigenschaften von Duroplaste
nicht schmelzbar, nicht quellbar, unlöslich, bei Raumtemp hart
“Molekülstruktur” der Kunststoffgruppen
Thermoplast: linearen oder verzweigte Kettenmoleküle
Elastomer: schwach vernetzte Kettenmoleküle
Duroplast: stark vernetzte Kettenmoleküle
Thermoplast Arten + Definition
Amorph: transparent und bei Raumtemperatur spröde
Teilkristallin: zähelastisches Materialverhalten, hohe Dichte, milchig trüb, amorphe und kristalline Phasen existieren nebeneinander
Vulkanisation
Elastomere erlangen durch Vulkanisation ihr gummielastisches Verhalten
-danach nicht mehr schmelzbar und verbrennen
