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H H H I I 1 I C-C C-C. n endlose Schleife 8 4.) Nebenreaktion: Kettenverzweigung I •C-C• H I H | н н н I I I +R-C-C- -C. H-C + C-H H-C H-C Steuerung der Polymerisation - Veränderung der Synthesetemperatur HH HH I •C-C-C-R -H - Hinzugabe von Inhibitoren → unterbrechen Kettenwachstum R- I - Erhöhung der Initiatorkonzentration (=Startradikale) viele kürzere Ketten I H ↑ HH 1 Startradikal trifft auf Kettenradikal H H H H H I I I I 1 R-C-C-C-C-C O "O Ç-C-(H) H - Erhöhung: Bildung von mehr Startradikalen → kürzere Ketten H-C JIH н •C-H H-C Kelenverzweigung H H I ICIH "O TO 2 Ketten reagieren Polykondensation Definition (Kondensation): Eine chemische Reaktion, bei der sich zwei Moleküle unter Abspaltung eines kleineren Molekuls (2.B. Wasser) zu einem größeren molekul verbinden Methansaure butylester Methansäure '0' H-C-O-H + Butanol 1 H-D-C-C-D-H I 2.B. Bildung von Peptiden (Amin Carbonsäure) Bildung von Sacchariden (monosaccharid + monosaccharid) Bildung von Estern (Alkohol + Carbonsäure) H H H H H-O-C-C-C-C-H HHHH vernetztes Polymer н н н I 1 Ethan-1,2-diol t maleinsäure I HH Herstellung von Polyester (=Polymere mit Esterverbindung) unvernetztes Polymer t Kat. H-O-C 8¹ kon?. H₂SO4 Polykondensation : Unter Polykondensation versteht man eine Stufenreaktion, bei der Polymere entstehen, die sich aus Monomeren mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen unter Abspaltung kleinerer Moleküle bilden. bifunktionelle molekule bilden kettenförmige makromoleküle trifunktionelle moleküle bilden vernetzte Makromoleküle Die Produkte bezeichnet man als Polykondensate H 6 11 Propan-1,2,3-triol + Citronensäure H I 101 H Methan säure butylester + Wasser HH 1 -C-C-H I '0' 11 C-D-H H 101 I H-O-C-C-C-O-H 1 H-O-C-C-C-C-C-Ō - H I H- Estergruppe ( = 0, n=o -Ō I HHH Kat. Polyester HICI: HICIN H-O-C I + H-OC-C-O Polyester HHH I pyt --H C=C( "Estergruppe I I H n = 0, H o 6=U F-ó-~-~-Õ-1 Rückreaktion: Hydrolyse 101 -C-o-c-c-C ( = 0, + Wasser 6=U 101 H - C - C - Ō - H + (2n-1) H₂0 Wasser (2n-1) H₂0 Herstellung von 6,6 - Nylon durch Grenzflächenkondensation Grenzfläche/ Phasengrenze n H-N-(CH₂)₂ H Stäbchen Adipinsäure dichlorid in Hephan E: An der Grenzfläche bildet sich ein Polyamid, Nylon (PA 6,6) R: Hexan -1,6-diamin 1,6-Diaminohexan in Natronlauge N -H H weiteres Beispiel: Ethan-1,2 diol #H 1 I H-O-C-C-O-H 1 + B: Produkt bildet sich an der Phasengrenze -weißes Produkt - Produkt lässt sich faden-förmig herausziehen - Gasbildung (Chlorwasserstoff) + + Hexan -1,6-säuredichlorid H-O + Benzol-1,4 dicarbonsaure job Al - & · (CH₂) = ( cel H-N-(CH₂)₂ Nylon (PA 6.6) HICIA HIDIW folyethlenterephthalat (PET) O+H Jucy H-OC-C-O 6 11 C-(CH₂)- 10=U₁ T H Amid gruppe n + + Chlorwasserstoff cel + H- cel Wasser H₂0 Polyaddition Polyaddition ist eine Reaktion bei der aus Monomeren mit mehreren funktionellen Gruppen durch molekulare Umlagerung (Protonenwanderung) Makromoleküle entstehen. Es entstehen keine Nebenprodukte. HO-R-OH Dialkohol fo-R-O- a) b) Beispiele: : + exotherme Polyadditions reaktion -C-N-R₂N-C I OH Polyurethan N с H O-C-N-R-N-C-O 1,2- Ethandiol H H H-O-C-C-0-H I H H Diisocyanat H H O -n H-Ō-C Butan 1,4-diol I O' N-C 0 I I It o C-C-C H + : Dialkohol R₂ – ō I S° H-O-R₂ - 6 - H o - N - « - Ō - R₂ - Ō - C -Ñ - R₂ -Ñ-C-Ō-R₁ - H H H | O=C=N-C-C- '0' C-O-C-N-C-C-C-C I I I I H H HH 1,6 - Hexamethylendiisocyanat I H H H - I H H-U-H A +-+|-|·||**· *|-|- * с C-O-H 1 ·0-C-N-C-C-N с HIC-H C-C-N = C I I H HHH H H I HHH H '0' / N Ethan 1,2-diisocyanat - Urethangruppe H H '0' Diisocyanat „O-C' =Ñ −R₂ −Ñ= C = Ò, I √ = C = 0, -0. H : Verwertungsmöglichkeiten Werkstoffliches Recycling ↓ Makromoleküle bleiben unverändert ✓ sortierte Kunststoffe ↓ Sortenreines Regranulat aus A likunststoff Materialrecycling 41% V gemischte Kunststoffe ↓ Neue Produkte aus nicht sortenreinem Kunststoff Thermische Verwertung ↓ Makromoleküle werden zerlegt ↓ Energie gewinnung Rohstoffliches Recycling ↓ Makromoleküle werden zerlegt ✓ V Hydrolyse 57%. • Polyester Polyamid Monomere Pyrolyse Hydrierung Gaserzeugung ↓ Pyrolysegase und -ōle 1% 1% Deponie ↓ Makromoleküle bleiben unverändert ↓ Kunststoffabfall Verarbeiten von thermoplastischen Extrudieren: Das Kunststoffgranulat wird aufgeschmolzen. Dies geschieht unter erhöhtem Druck und Temperatur mithilfe einer Schneckenwelle, die die schmelzende Kunststoffmasse voranschiebt. → gelangt in das formgebende Werkzeug Spritzgießen: flüssige Kunststoffmasse wird in einen Hohlraum gespritzt, in dem sie schnell verdichtet und erkaltet. Bsp. Schutzbrille, Deckel Blasformen : Kunststoffmasse wird mit Druckluft in die Blasform eingeblasen (Flaschen). Folienblasen : Verfahren durch die einströmende Druckluft mit dünnwandiger Endlosschlauch. Kalandrieren: Das Polymergranulat wird im Spalt zws. zwei sich gegeneinander drehenden, erwärmten Walzen kontinuierlich aufgeschmolzen. kann verstreckt werden Tiefziehverfahren: Polymerschicht durch Unterdruck in eine gekühlte Form gezogen, Becher erstarrt Heizung Kunststoffen Kunststoffgranulat. Extruder Werkzeug Spritzgießen Blasform. Druckluft. 1000 1000 Hohlkörperblasen Luft Werkzeug (Blaskopf) Folienblasen