(WT1-23) – Polyaddition

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Nachdem du die Polykondensation kennengelernt hast, möchten wir dir als angehenden Techniker in diesem Kurstext Polyaddition detailliert erklären. Außerdem erfährst du alles notwendige über Polyurethan.

 

  „Die Polyaddition, oft auch kondensierende Polymerisation genannt, ist eine wechselseitige Anlagerung von unterschiedlichen Monomeren unter Platzwechselreaktionen von Wasserstoffatomen. Dabei kommt es zur Bildung von Polymeren jedoch ohne eine Abspaltung von Nebenprodukten.“

 

 

Polyaddition - Schaumstoffe
Polyaddition – Schaumstoffe

 


Polyaddition – Grundlegendes


Die Synthese wurde erstmals im Jahre 1937 von der Forschergruppe um Otto Bayer in den Laboratorien der IG-Farben (Besonderes Negativbeispiel für Unternehmen aus dem 3. Reich – nicht mehr existent) in Leverkusen

 

Diese Reaktion, auch Additionspolymerisation genannt, ist ebenfalls eine Polyreaktion bei der eine in Stufen ablaufende Verknüpfungsreaktion von bi– oder trifunktionellen Grundmolekülen, also Monomeren zu großen Molekülketten (Makromoküle, bzw. Polymeren) stattfindet.

 

Merk's dir!
Merk's dir!

Man bezeichnet diese Polyreaktion auch gerne als kondensierende Polymerisation.

 

Es entstehen bei der Polyaddition also aneinander gereihte Molekülketten in Form von

  • Linearen Thermoplasten

sowie

  • Räumlichen Duroplasten

sowie

  • Räumlichen Elastomeren

 

Bei jeder dieser Formen sind die Molekülketten mehr oder weniger stark untereinander vernetzt.

 


Polyaddition – Ablauf


Die Vernetzung der Monomere erfolgt durch die Umlagerung eines einzelnen Atoms einer funktionellen Gruppe eines Moleküls [M1] an eine funktionelle Gruppe eines anderen Moleküls [M2]. In den meisten Fällen handelt es sich um Wasserstoffatome (H-Atome).

Die Bildung der Polymere erfolgt durch eine gegenseitige Anlagerung der unterschiedlichen Monomere indem Wasserstoffatome eine Platzwechselreaktion erleben. Im Gegensatz zu der Polykondensation findet keine Abspaltung von Nebenprodukten, also Molekülen, statt.

 

Merk's dir!
Merk's dir!

Trotzdem steht die Polyaddition der Polykondensation näher als der Polymerisation.

 


Polyaddition – Reaktionsgleichung


In der nächsten Abbildung siehst du die Reaktionsgleichung der Polyaddition mit dem Bezug zur Reaktionsgleichung der Polykondensation.

 

Polyaddition - Reaktionsgleichung
Polyaddition – Reaktionsgleichung

 

Die gewonnenen Produkte bezeichnet man als Polyaddukte.

 

Die Stufenwachstumsreaktion der Polyaddition erfolgt über Moleküle, die einen niedrigen Polymerisationsgrad aufweisen. Dazu gehören:

  • Dimere

sowie

  • Trimere

sowie

  • Oligomere

 

Alle bilden untereinander neue Addukte.

 

Erst wenn die Polymerisation vollständig abgelaufen (99%) ist, bildet sich das Polymer, so wie bei der Polykondensation.

 

Merk's dir!
Merk's dir!

Eine wichtige Polyaddition ist die Reaktion von Diisocyanaten mit Diolen zu Polyurethan (PU).

 


Polyurethan – Eigenschaften


Polyurethane sind Polymere oder Kunstharze, die infolge der Synthese entstehen.

Eine Besonderheit der Polyurethane gegenüber anderen Kunststoffen ist die Urethan-Gruppe.

 

undefiniert
Nenn es beim Namen...

Die Kennzeichnung für Polyurethane ist PUR oder PU.

 

Wir unterscheiden

  • Lineare Polyurethane (Bilden sich aus Diolen und Diisocyanate)

sowie

  • Vernetzte Polyurethane (Bilden sich aus (Triisocyanat und Diisocyanat als Gemisch) zusammen mit Trio-Diol-Gemischen.

 

Die Eigenschaften von PU lassen sich weitläufig variieren. Je nachdem wie der Netzungsgrad ist oder welche Komponenten für die Polyaddition eingesetzt werden erhält man

  • Duroplasten

sowie

  • Thermoplasten

Sowie

  • Elastomere

 


Polyurethane – Produkte


In der Industrie werden vorwiegend Polyurethanschaumstoffe hergestellt. Sie können als Hart– und Weichschaum genutzt werden für Schwämme oder Wärmedämmplatten.

 

Polyurethan - Eigenschaften
Polyurethan – Eigenschaften

 

Darüberhinaus finden sich Polyurethane auch in

  • Formmassen ( für Dämmung oder Matrazen)

sowie

  • Gießharzen

sowie

  • Elastischen Faserstoffen (für Textilien)

sowie

  • Polyurethanklebstoffen

sowie

  • Polyurethanlacken

wieder.

 

undefiniert
Wenn du es genau wissen möchtest...

Genauere Angaben zu Polyurethan findest du in der Norm EN-13165 – Wärmedämmstoffe für Gebäude. Darin sind die Spezifikationen für Produkte aus Polyurethan-Hartschaum (PU) enthalten.

 



wie gehts weiter?
Jetzt hast du einen guten Überblick über die Polykondensation sowie die Polyaddition. Um dieses Thema gut abzurunden gehen wir abschließend noch auf die Zusätze innerhalb der Polymerisation im kommenden Kurstext ein.

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