Radikalische Polymerisation und Mechanismus

Die radikalische Polymerisation ist ein wichtiger Prozess zur Herstellung von thermoplastischen Polymeren aus ungesättigten Monomeren. Der Mechanismus umfasst mehrere Schritte:

1. Erzeugung eines Radikals mittels Starter wie Dibenzoylperoxid
2. Radikalübertragung auf das Monomer (z.B. Styrol) und Kettenstart
3. Kettenfortpflanzung durch Addition weiterer Monomere
4. Kettenabbruch durch Rekombination oder Disproportionierung

Vocabulary: Ein Initiator ist eine Substanz, die den Start der Polymerisation durch Bildung von Radikalen auslöst.

Example: Bei der radikalischen Polymerisation von Styrol greift das Radikal die Doppelbindung des Styrols an und startet so die Kettenreaktion.

Highlight: Die Disproportionierung ist neben der Rekombination ein wichtiger Mechanismus zum Kettenabbruch bei der radikalischen Polymerisation.

Der gesamte Prozess führt zur Bildung langkettiger Polymermoleküle wie Polyethylen oder Polystyrol. Die Eigenschaften des resultierenden Kunststoffs hängen stark von Faktoren wie Temperatur, Initiatorkonzentration und Monomertyp ab.

Taktizität und Arten der Polymerisation

Die Taktizität beschreibt die räumliche Anordnung der Seitengruppen entlang der Polymerkette und hat einen großen Einfluss auf die Eigenschaften des resultierenden Kunststoffs.

Definition: Taktizität ist die stereochemische Regelmäßigkeit in der Anordnung von Seitengruppen in Polymerketten.

Es gibt drei Hauptformen der Taktizität:

1. Ataktisch: zufällige Anordnung, amorph, transparent, Glasübergangstemperatur (Tg) 100°C
2. Syndiotaktisch: alternierende Anordnung, teilkristallin, Schmelztemperatur (Tm) 240°C
3. Isotaktisch: gleichseitige Anordnung, kristallin, Tm 270°C, beständig, mechanisch belastbar

Highlight: Isotaktische Polymere wie isotaktisches Polystyrol weisen aufgrund ihrer regelmäßigen Struktur oft bessere mechanische Eigenschaften auf.

Neben der radikalischen Polymerisation gibt es auch kationische und anionische Mechanismen:

• Kationische Polymerisation: verwendet starke Säuren als Katalysatoren
• Anionische Polymerisation: nutzt starke Basen zur Initiierung

Example: Die kationische Polymerisation eignet sich besonders für Monomere mit elektronenreichen Doppelbindungen wie Isobuten.

Jeder Mechanismus hat seine spezifischen Vor- und Nachteile und eignet sich für unterschiedliche Monomere und gewünschte Produkteigenschaften.