Polyaddition

Definition und Mechanismus

• Polyaddition: Eine chemische Reaktion, bei der monomere Bauteile (Moleküle) zu Makromolekülen (Polyaddukten) reagieren.
• Voraussetzung: Moleküle müssen mindestens zwei funktionelle Gruppen aufweisen.
• Der Mechanismus erfolgt über eine nucleophile Addition.
• Im Gegensatz zur Polykondensation entstehen keine Nebenprodukte (wie Wasser oder Ammoniak).
• Wichtige Polyaddukte: Epoxidharze, Polyurethane, Polyharnstoffe.

Was ist ein Polyaddukt?

• Polyaddukte sind Polymere (Kunststoffe), die durch Polyaddition entstehen.
• Bei ausreichender Länge spricht man von einem Makromolekül.

Beispiele für Polyaddition

Polyaddition von Polyurethan

• Ausgangsstoffe: Diisocyanat und Diol.
• Mechanismus: Additionsreaktion.
• Anwendungen: Wärmedämmmaterial in Häusern, Polstermaterial in Autos oder Möbeln.
• Besonderheiten:
  • Vernetzungen können durch Stickstoffatome oder durch Zugabe von Polyaminen eingebaut werden.
  • Zugabe von Wasser kann CO2 freisetzen, das Polyurethan zum Schäumen bringt (beeinflusst Dichte und Eigenschaften).

Polyaddition von Polyharnstoff (Polyurea)

• Ausgangsstoffe: Diisocyanat und Polyamin.
• Verwendet als Schutzbeschichtung oder Dämmmittel.
• Mechanismus: ähnlich wie bei Polyurethan.
• Wasser in der Reaktionslösung kann ebenfalls zum Schäumen führen.

Polyaddition von Epoxidharz

• Ausgangsstoffe: Bisphenol A und Epichlorhydrin (Epoxid).
• Prozess:
  • Bildung eines Zwischenprodukts durch nucleophile Substitution.
  • Intramolekulare Eliminierung von Chloratom durch NaOH.
  • Bildung von Bis-Epoxid und Nebenprodukten (NaCl, H2O).
  • Reaktion von Bis-Epoxid mit Bisphenol A zu langkettigem Bis-Epoxid (Polyaddition).
  • Zugabe von Aminen oder Carbonsäuren führt zu räumlicher Vernetzung und Härtung.

Polymerisation

• Überbegriff für die Polyaddition, bei der monomere Bausteine zu Polymeren verknüpft werden.
• Empfohlen: Video zum Thema Polymerisation für Überblick.

Polykondensation

• Reaktion von monomeren Bausteinen unter Abspaltung von meist H2O, HCl oder NH3 zu einem Polykondensat.
• Weitere Informationen und Mechanismen können im Video zur Polykondensation angesehen werden.