Kunststoffe und ihre Entstehungsreaktionen

Überblick

• Kunststoffarten können nach ihrem Vernetzungsgrad oder nach ihren Entstehungsreaktionen eingeteilt werden.
• Entstehungsreaktionen:
  • Polymerisation
  • Polykondensation
  • Polyaddition

Polymerisation

• Definition: Bildung großer, langkettiger Moleküle (Polymere) aus kleinen, gleichen Molekülen (Monomere) durch Kettenreaktionen.
• Voraussetzung: Ungesättigte Monomere mit Kohlenstoffdoppelbindung.
• Verfahren:
  • Ionische Polymerisation: Verwendung eines Ions (z.B. Wasserstoffion) zur Aufspaltung der Doppelbindung, Kettenwachstum, Kettenabbruch durch gegensätzlich geladenes Ion.
  • Radikalische Polymerisation: zusätzlicher Schritt vor Kettenstart, Radikalbildner wird durch Licht oder Erwärmung in Radikale gespalten.

Polykondensation

• Produkte: Polykondensate.
• Eigenschaften: Monomere mit mindestens zwei funktionellen Gruppen reagieren unter Abspaltung eines Nebenprodukts (z.B. Wasser) zu Polymeren.
• Beispiel: Polyamidherstellung aus Glycin und Alanin, Bildung von Wasser als Nebenprodukt.
• Reaktionsbedingungen: Exakte Abstimmung der Monomermengen, Abführung von Nebenprodukten.

Polyaddition

• Produkte: Polyadukte (z.B. Polyurethane, Epoxidharze).
• Verlauf: Mehrstufig, Monomere reagieren an beiden Enden zu kurzen Molekülketten, die weiter reagieren.
• Unterschied zur Polykondensation: Keine Abspaltung von Nebenprodukten.
• Beispiel: Herstellung von Polyurethanen aus Dialkohol und Isocyanat, Katalysatoren als Starter.

Zusammenfassung

• Polymerisation: Einstufige Kettenreaktion, keine Nebenprodukte.
• Polykondensation: Mehrstufig, Nebenprodukte werden abgeführt.
• Polyaddition: Mehrstufig wie Polykondensation, jedoch ohne Nebenprodukte.