Kunststoff-Wissen - Copolymerisation

Die Copolymerisation bietet die Möglichkeit, die Eigenschaften von Kunststoffen zu beeinflussen, indem man verschiedene Kunststoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften in einem einzigen Kunststoff vereint. Copolymere bestehen also nicht nur aus einer Art von Kunststoff wie z.B. Polyacryl, sondern aus zwei oder sogar mehreren, z.B. Polyacryl und PVC.

Zur Synthese werden dementsprechend zwei oder mehr Monomer-Typen verwendet: Bei Polymerisationsreaktionen also verschiedene Ethen-Derivate wie z.B. Acrylnitril und PVC bei der Herstellung von Modacrylfasern; bei Polyadditionen, die ohnehin schon zwei Monomere erfordern, wie z.B. eine Dicarbonsäure und einen Dialkohol bei den Polyestern, sind bei einer Copolymerisation entsprechend zwei oder mehr verschiedene Alkohole oder Carbonsäuren beteiligt.

Für die Verknüpfung dieser unterschiedlichen Monomere zu einem Copolymer gibt es verschiedene Möglichkeiten, die sich durch die Reaktionsbedingungen steuern lassen. Die einfachste Möglichkeit eines Copolymers, ein "statistisches Copolymer" erhält man, wenn man sämtliche Monomere zusammenschüttet und miteinander reagieren lässt. Die verschiedenen Monomere A und B wechseln dann statistisch ab und bilden einen Kunststoff nach folgendem Schema:
 


Bei manchen Monomerenkombinationen oder unter Verwendung bestimmter Katalysatoren ( Ziegler-Natta-Katalysatoren) kann man auch "alternierende Copolymere" erhalten, bei denen sich die Monomere A und B eins nach dem anderen abwechseln:
 


Die vierte (und letzte) Gruppe der Copolymere sind die "Propf-Copolymere". Hier wird üblicherweise erst ein  ungesättigtes, meist lineares Polymer (z.B. Polybutadien) synthetisiert, anschließend werden an die Doppelbindungen Ketten eines oder auch mehrerer anderer Polymere (z.B. Polystyrol) "aufgepfropft":
 


Die Eigenschaften der Pfropf-Copolymere hängen - abgesehen von den Ausgangsstoffen - von der Länge und der Anzahl der Seitenketten ab. Zwei häufig verwendete Pfropf-Copolymere sind ABS (aus Acrylnitril, Butadien und Styrol und HIPS (High Impact Polystyrol = hochschlagfestes Polystyrol), ein durch Kautschuk modifiziertes Polystyrol.

 

Quelle: www.chemie.fu-berlin.de/chemistry/kunststoffe/

 



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