Angewandte Technische Chemie at TU München

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Oligomer Definition

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Eingrenzung der KS nach Polymerisationsart

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Besonderheit bei Ionischer Polymerisation + Begründung dafür

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Stufenpolymerisation - 2 Arten von Polymerisation

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Eigenschaften 

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Stöchiometrieproblem

- was ist das?

- was kommt es vor?

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Bodenstein'sche Quasistationaritätsprinzip 

- wann anwenden?

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Vermeiden des Viskositätsanstiegs durch Änderung des Polymerisationsverfahrens

- welche 2 möglichen Verfahren

- Gemeinsamkeiten

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Schutzkolloide - DEF

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Emulsionspolymerisation (EP): Phase 1 (2-15% Umsatz)

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Emulsionspolymerisation (EP): Phase 2 (15-80% Umsatz)

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Aus welchen Komponenten besteht eine Suspensionspolymerisation?

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Welche der folgenden Aussagen gelten NICHT für Suspensionspolymerisation?

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Angewandte Technische Chemie

Oligomer Definition

- n-Meres von Monomeren, wobei 2 ≤ n ≤ 20 (20 als Grenze
willkürlich, je mehr Monomere, desto „fester“, Diesel → Kerze)
- die Monomere sind kovalent verknüpft

Angewandte Technische Chemie

Eingrenzung der KS nach Polymerisationsart

Polymerisation, Polykondensation, Polyaddition

Angewandte Technische Chemie

Besonderheit bei Ionischer Polymerisation + Begründung dafür

Ionische Polymerisationen sind sogenannte lebende Polymerisationen, da es kein Abbruch gibt, kann durch Zugabe von neuem Monomer die Reaktion wieder gestartet werden

Angewandte Technische Chemie

Stufenpolymerisation - 2 Arten von Polymerisation

+

Eigenschaften 

- Polykondensation, Polyaddition

NICHT: Polymerisation

- Monomere haben mind 2 funktionelle Gruppen → A reagiert mit B

Angewandte Technische Chemie

Stöchiometrieproblem

- was ist das?

- was kommt es vor?

Wann?
- Immer wenn wir AA+BB haben,
also 2 Moleküle, die reagieren müssen;
- oft liegt eins davon im Überschuss vor → Stöchiometrie =/=
1 (schlecht!; = 1 wäre gut)
- besser: AB System, dann haben wir das Problem nicht, hier ist die 

Stöchiometrie immer
p

Angewandte Technische Chemie

Bodenstein'sche Quasistationaritätsprinzip 

- wann anwenden?

- anwenden bei hochreaktiven Radikalen

- VBrutto: Brutto-Reaktions-
geschwindigkeit (=Vwachstum,
weil in der Wachstumsrkt.
am meisten Radikale
verbraucht werden – nur bei
Bodensteinischer Effekt)
- Startrkt: 1 Monomer
- Abbruchreaktion: kein
Monomer verbraucht
- 2 Auftragungsmöglichkeiten
logaritm. Skala oder lineare
Anfangs keine Abbruchreaktion, gibt noch nicht genug, iwann
automatisch schon →
stationärer Bereich (Rkt.geschw. konstant)
danach wieder lineare Abnahme der Rkt.geschw. bei 100% Umsatz, V=0; wenn Abbruchgeschw. = Startgeschw. → dann ist Ableitung = 0 (Änderung über die Zeit = 0) und gleichviele Radikale werden gebildet wie wieder-hergestellt; da alles konstant außer Konzentration von [M] → lineare Abnahme
Aber: das ist NICHT immer der Fall → siehe Gel-Effekt (deswegen ist Linie gepunktet)

Quasistationär hochreaktive  Zwischenverbindung (?), Änderung über die Zeit = 0 (es gibt 2  Erklärungen, eine davon müssen
wir wissen und hinschreiben!)
Bedeutung von Quasistationär: genausoviele radikale gebildet wie verbraucht
→ Zurück zu Tabelle Idealkinetik: wo werden die Radikale gebildet und wo werden sie rausgenommen?
wenn beide Geschw. gleich sind, dann kann Änderung über Zeit = 0 (also vAbbruch = vStart)
in der Gleichung oben: d[P*] / dt = 0
Geradengleichung: weil man annimmt, dass es konstant ist

Angewandte Technische Chemie

Vermeiden des Viskositätsanstiegs durch Änderung des Polymerisationsverfahrens

- welche 2 möglichen Verfahren

- Gemeinsamkeiten

Suspensionspolymerisation (SP) und Emulsionspolymerisation (EP)
Gemeinsamkeiten:
- 2 Phasen System
- Trägerphase und Monomer sind nicht mischbar → nicht mit H2O mischbar
- Träger meist H2O (billig, gut verfügbar, hohe Wärmekapazität)

Angewandte Technische Chemie

Schutzkolloide - DEF

H2O lösliche Polymere mit hydrophilen und hydrophoben Bereichen, wie z.B.
Polyacrylate, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylacetat und Methylcellulose

Angewandte Technische Chemie

Emulsionspolymerisation (EP): Phase 1 (2-15% Umsatz)

1. der Initiator zerfällt im Wasser und reagiert mit im Wasser gelöstem Monomer
2. es bilden sich Oligomerradikale → mit steigender Länge immer unlöslicher
→ diffundieren in Micellen → Diese starten in den Micellen die Polymerisation
3. trifft ein Radikal eine „inaktive“ Micelle startet die Polymerisation (Micelle nimmt
den Radikal auf und startet Polymerisation); Kurve steigt an!
trifft ein Radikal eine „aktive“ Micelle kommt es zum Abbruch
- Beginn: mehr „inaktive“ als „aktive“ Micellen vorhanden
→Reaktionsgeschwindigkeit steigt bis 50% der Micellen aktiv sind (Maximum) -> Kurve flacht ab, bzw. Parallel zur X-Achse
>50%: Wahrscheinlichkeit steigt, dass aktive Micelle ein Radikal trifft und es zum Abbruch kommt
4. In den Micellen wird das Monomer verbraucht → es bildet sich Konzentrationsgefälle des
Monomers von den Tröpfchen über das Wasser zu den Micellen (Tröpfchen und Micellen sind NUR stabilisiert) → Monomer diffundiert aus den Tröpfchen in die Wasser-Phase und darüber in die
Micellen → dort Polymerisation weiterführen
5. die Micellen wandeln sich zu sogenannten Latex-
Teilchen /Größe Beginn 50 –

Angewandte Technische Chemie

Emulsionspolymerisation (EP): Phase 2 (15-80% Umsatz)

- 50% der Latex-Teilchen sind aktiv, Reaktionsgeschwindigkeit
maximal
- die Tröpfchen versorgen die Latex-Teilchen mit Monomer
- die Tröpfchen beginnen zu verschwinden
- die Micellen sind durch wachsende Polymer-/Latexteilchen
ersetzt (nur 1 Radikal/Teilchen)

Angewandte Technische Chemie

Aus welchen Komponenten besteht eine Suspensionspolymerisation?

Lösemittel Wasser

Angewandte Technische Chemie

Welche der folgenden Aussagen gelten NICHT für Suspensionspolymerisation?

Initiator ist wasserlöslich

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