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NachrichtenLexikonProtokolleBücherForenDonnerstag, 14. Dezember 2017 

Polymerisation


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Die Polymerisation ist eine chemische Reaktion bei der Monomere (meist ungesättigte organische Verbindungen) unter Einfluss von Katalysatoren und bei Auflösung der Mehrfachbindung zu Polymeren (Moleküle mit langen Ketten bestehend aus verbundenen Monomeren) reagieren. Dabei unterscheidet man zwischen bei der nur eine Monomerart umgesetzt wird Co-Polymerisation bei der zwei oder mehr verschiedene zur Reaktion gebracht werden.

Inhaltsverzeichnis

Entdeckung

1872 gelang dem Chemiker Adolf Ritter Baeyer (1835 – 1917) erstmals die Polykondensation von Phenol und Formaldehyd zum sogenannten Bakelit . Damit legte er die Grundlage für heutige Polymerchemie.

Mechanismen

Die Polymerisation ist immer eine Kettenreaktion nach welchem Reaktionsmechanismus sie abläuft. Es gibt verschiedene Mechanismen nach der Art des Starts der Kettenreaktion sind (radikalische anionische oder kationische Polymerisation) oder dem ihnen zu Grunde liegenden Prinzip (Polykondensation wie z.B. die ringöffnende Metathesepolymerisation).

Radikalische Polymerisation

Zum Kettenstart bricht ein Radikal die Mehrfachbindung auf und erzeugt ein Primärradikal an das sich nun in einer mit geringer Aktivierungsenergie ständig Monomere anlagern. Durch zusammentreffen zweier Radikale wird ein Kettenabbruch hervorgerufen. die Reaktion gezielt zu stoppen werden spezielle sogenannte Radikalfänger zugegeben.

Kationische und Anionische Polymerisation

Hier greift im Unterschied zur radikalischen ein Kation bzw. Anion die Mehrfachbindung an um den Kettenstart zu rufen. Hier erfolgt der Kettenabbruch durch von Kation und Anion.

Polykondensation

Diese Art der Polymerisation erfolgt stufenweise zwei unterschiedliche Monomere besitzen reaktive Gruppen an Enden des Moleküls die miteinander reagieren können. Vorgang erfolgt mehrmals hintereinander bis sich ein gebildet hat. Diamine reagieren mit Dicarbonsäuren auf Weise zu Polyamiden (z.B. Nylon) und Diole mit zwei Alkoholgruppen) reagieren mit Carbonsäuren zu (z.B. Polyethylenterephtalat PET). Bei der Reaktion wird abgespalten daher der Name Polykondensation.

Koordinationspolymerisation

Die eingesetzten Katalysatoren basieren auf Übergangsmetallverbindungen das Monomer komplexartig koordinieren und in eine Polymerkette einbauen (auch Insertionspolymerisation genannt). Es gibt Arten von Koordinationspolymerisationen mit unterschiedlichen Mechanismen. Die ist die nach ihren Entdeckern benannte Ziegler-Natta-Polymerisation es erlaubt bei niedrigen Temperaturen und niedrigen z.B. Ethen zu linearem Polyethylen hoher Dichte Density Polyethylene HDPE) umzusetzen. Speziellere Arten der wie die oben erwähnte ringöffnende Metathesepolymerisation (Ring-Opening Polymerization ROMP) finden ihre Anwendung bei der von Spezialpolymeren die mittels Ringöffnung und Verknüpfung Monomere durch Übergangsmetallkatalysatoren produziert werden.




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