Makromolekulare Chemie

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Beispielhafte Karteikarten für Makromolekulare Chemie an der Hochschule Reutlingen auf StudySmarter:

Richtig oder Falsch:

  1. Die Viskosität nimmt mit steigendem Molekulargewicht zu.
  2. Ein aromatischer Ring in der Hauptkette erhöht den Tg.
  3. Aus AH-Salzen lassen sich Polyester herstellen.
  4. Kristalline Polymere haben eine bessere Gaspermeablität.

     5. Polymere mit geringen           interchenaren WW lassen sich besser destillieren

Beispielhafte Karteikarten für Makromolekulare Chemie an der Hochschule Reutlingen auf StudySmarter:

Welche Valenzkräfte herrschen in Polymeren?

Beispielhafte Karteikarten für Makromolekulare Chemie an der Hochschule Reutlingen auf StudySmarter:

Thermischer Übergang von Polymeren
- Faktoren, die Tg beeinflussen ?

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Thermoplasten, Duroplasten, Elastomere und Thermoplastische Elastomere: 

Beispiele und Eigenschaften

Beispielhafte Karteikarten für Makromolekulare Chemie an der Hochschule Reutlingen auf StudySmarter:

Anwendungen von Polyurethanen

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Schmelzpolykondensation: was ist das und wie funktioniert sie?

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Stufenwachstumsreaktionen: Polykondensation

-> Allgemeines

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Wie ändern sich die Eigenschaften eines Polymers mit steigender Kristallinität?

Beispielhafte Karteikarten für Makromolekulare Chemie an der Hochschule Reutlingen auf StudySmarter:

Kationische Polymerisation: Allgemeines

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Anionische Polymerisation: Einfluss der Temperatur

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Anionische Polymerisation: Stabilität von cyclischen Verbindungen

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Anionische Polymerisation:  Allgemeines


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Beispielhafte Karteikarten für Makromolekulare Chemie an der Hochschule Reutlingen auf StudySmarter:

Makromolekulare Chemie

Richtig oder Falsch:

  1. Die Viskosität nimmt mit steigendem Molekulargewicht zu.
  2. Ein aromatischer Ring in der Hauptkette erhöht den Tg.
  3. Aus AH-Salzen lassen sich Polyester herstellen.
  4. Kristalline Polymere haben eine bessere Gaspermeablität.

     5. Polymere mit geringen           interchenaren WW lassen sich besser destillieren

  1. Richtig, Ketten können sich durch hohes Molekulargewicht weniger bewegen, dadurch steigt Viskosität
  2. Richtig, versteift die Kette, weshalb diese weniger flexibel ist. Dies erhöht den Tg
  3. falsch, es würden Polyamide entstehen
  4. falsch, schlechtere Gaspermeabilität, da die dichtere Packung zu schlechteren Durchlässigkeit führt

Makromolekulare Chemie

Welche Valenzkräfte herrschen in Polymeren?

Hauptvalenzkräfte: kovalente oder atombindung

Nebenvalenzkräfte:

– Ionische Interaktionen, -Wasserstoffbrücken,

– Dipol-Dipol-Kräfte (z.B. PVC

– Van-der-Waals-Kräfte, (hydrophobe Wechselwirkung)

Makromolekulare Chemie

Thermischer Übergang von Polymeren
- Faktoren, die Tg beeinflussen ?

Oberhalb von Tg tritt eine intramolekulare „Brownsche Bewegung” auf, die unterhalb von Tg eingefroren ist. Faktoren, die Tg beeinflussen, sind alle Parameter, die die Kettenflexibilität beeinflussen:

-Chemische Struktur von Monomereinheiten
-Zusammensetzung und Comonomersequenz (Copolymere)
-Polymerisationsgrad und dessen Verteilung
-Verzweigung und Vernetzung

Makromolekulare Chemie

Thermoplasten, Duroplasten, Elastomere und Thermoplastische Elastomere: 

Beispiele und Eigenschaften

Thermoplast: 

-Verformung bei Erwärmung, -reversibel 

– mehrere thermoplastische verarbeitungsschritte möglich 

– Beispiele: poly(styrene) PS, poly(methyl methacrylate) PMMA, polyolefines, poly(vinyl
chloride) PVC, poly(ethylene terephthalate) PET, Nylon

Duroplast: 

– irreversible Verformung

– hohe Vernetzungsdichte 

– Formen vor dem Vernetzen! Nach dem Vernetzen nur mechanische Bearbeitung möglich: Schneiden, Fräsen, Schleifen 

– Beispiel: Lacke,Faserverbundstoffe

Elastomer: 

– geringe Vernetzungsdichte

– meist irreversibel 

– Formen vor dem Vernetzen! Danach ist die mechanische Bearbeitung eingeschränkt 

-Beispiele: natural rubber (polyisoprene), styrene-butadiene rubber (SBR), butyl rubber
(PIB, polyisobutylene), nitrile-butadiene rubber (NBR), silicone

Thermoplastische Elastomere: 

– Die Vernetzung ist physikalischer Natur – reversible Verformung 

-Mehrfache thermoplastische Verarbeitungsschritte möglich 

-Beispiele: Polyurethane, Block-Copolymere

Makromolekulare Chemie

Anwendungen von Polyurethanen

Beschichtungen, Bodenbeläge, Schäume, Klebstoffe, Medizinprodukte

Makromolekulare Chemie

Schmelzpolykondensation: was ist das und wie funktioniert sie?

-> Polyester und Polyamide werden durch Erhitzen der Reaktanten in trockenem interten Gas (N2) synthetisiert. 

-> Temperatur steigt kontinuierlich bis 250°C

-> flüchtige Verbindungen werden zuerst oligomerisiert
-> Um die Reaktion zu beenden, wird Vakuum angelegt

Makromolekulare Chemie

Stufenwachstumsreaktionen: Polykondensation

-> Allgemeines

– Das Kettenwachstum erfolgt über eine intermolekulare Kondensationsreaktion eines niedermolekularen Kondensationsprodukts. 

– Die Reaktion ist gekennzeichnet durch eine zufällige Reaktion von Monomeren -> stufenweises Wachstum.
-Das Kettenwachstum wird katalysiert und der Katalysator bleibt unverändert (im Gegensatz zur Kettenreaktion, bei der der Initiator Teil des Rückgrats wird).

Makromolekulare Chemie

Wie ändern sich die Eigenschaften eines Polymers mit steigender Kristallinität?

– Eine Erhöhung der Kristallinität ergibt eine höhere Steifheit und Festigkeit des Polymers 

– Flexibilität ist reduziert 

– Die Glasübergangstemperatur (Tg) und die Schmelztemperatur (Tm) steigen an 

– Dichte steigt

– Die Löslichkeit nimmt ab 

– Die Gasdurchlässigkeit nimmt ab

Makromolekulare Chemie

Kationische Polymerisation: Allgemeines

-> Kettenwachstumsreaktion

-> Die Initiation erfolgt durch Kation 

-> Aktives Zentrum der wachsenden Kette ist ein Carbeniumion 

-> Unkontrollierte Reaktion, da Kationen schwer zu stabilisieren sind

-> Es kann zu einer plötzlichen Beendigung kommen. Das Ergebnis ist eine Verzweigung, die zu einer breiten Molekulargewichtsverteilung (MWD) führt. 

-> Aufgrund der komplexen Handhabung dieser Polymerisation ist sie von geringem technischen Interesse

-> Die Initiierung erfolgt durch Brønsted-Säuren, Lewis-Säuren und Carbeniumsalze. Im Allgemeinen: Elektrophile Spezies

Makromolekulare Chemie

Anionische Polymerisation: Einfluss der Temperatur

wird bei niedrigen Temperaturen durchgeführt. Gründe: 

– Eine schnelle Freisetzung von Reaktionswärme (hohe Polymerisationsgeschwindigkeit) ist bei niedrigen Temperaturen leichter zu kontrollieren. 

– Im Gegensatz zur radikalischen Polymerisation benötigen sowohl der Initiationsschritt als auch der Abbruchschritt nur eine geringe Aktivierungsenergie, daher ist die Polymerisationsgeschwindigkeit auch bei niedrigen Temperaturen hoch. 

– Kettenübertragungsreaktionen werden aufgrund ihrer relativ hohen Aktivierungsenergie unterdrückt. 

– Ein großer Unterschied zwischen der tatsächlichen Polymerisationstemperatur und der Oberflächentemperatur führt zu einem hohen Polymerisationsgrad. 

Makromolekulare Chemie

Anionische Polymerisation: Stabilität von cyclischen Verbindungen

-C3, C4 am instabilsten 

– C5 bis C7 sind am stabilsten 

– C7 bis C12 recht instabil

– >C12 stabil

Makromolekulare Chemie

Anionische Polymerisation:  Allgemeines


– Kettenwachstumsreaktion

– Die Initiierung erfolgt durch Zugabe eines Anions (Initiator) oder durch Aufnahme eines Elektrons (Elektronentransfer) eines geeigneten Initiators. 

– Termination kann nicht durch Rekombination stattfinden (aufgrund der geladenen Kettenenden) 

Stattdessen: Übertragung einer positiven Spezies (z. B. eines Protons),  die durch das Lösungsmittel oder Verunreinigungen abgegeben wird. 

– Durch geeignete Wahl der Reaktionsbedingungen können nach Monomerverbrauch noch aktive Kettenenden entstehen. Dies ist die sogenannte „lebende Polymerisation“

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