Schrift größer | Schrift kleiner
Suchfunktion


 
 

Navigation

Makromoleküle - eine Einführung:
 

Allgemeines:
Die Wichtigkeit von Makromolekülen lässt sich alleine schon daran ableiten, dass alles Leben mit der makromolekulare Struktur von Stoffen verbunden ist. Darunter erwähnenswert sind beispielsweise auf Naturstoffen basierende Polymere, wie Cellulose, Stärke, Wolle und Naturkautschuk oder makromolekularen Stoffe, die auf synthetischem Wege hergestellt werden wie Polystyrol oder Polyvinylchlorid. Hermann Staudinger schlug im Jahre 1922 erstmals die neue Bezeichnung "Makromoleküle" vor. Künstliche Makromoleküle werden dabei als Polymere (bzw. Kunststoffe) bezeichnet. 
 

Makromoleküle:
Wie bereits erwähnt, gehen die Anfangsarbeiten im Bereich der Makromolekularen Chemie auf Herrmann Staudinger zurück,der für seine Arbeiten 1953 den Nobelpreis bekommen hat. Trotz der raschen Entwicklung im Bereich der Makromolekularen Chemie gibt es immer noch keine einheitliche Definition von Makromolekülen. Staudinger teilte Makromoleküle folgendermaßen ein (diese Einteilung ist historisch, heute werden alle bzw. können alle Makromoleküle synthetisch hergestellt werden):

  • Naturstoffe: Diese wurden wiederum in Kohlenwasserstoff-Derivate (wie Kautschuk) oder Polysaccharide (wie Stärke, Cellulose und Glykogen) unterteilt.
  • Umgewandelte Naturstoffe: Darunter fallen z.B. Stoffe wie Leder oder vulkanisierter Kautschuk (=Gummi), die aus Naturstoffen gebildet werden.
  • Synthetische Stoffe ("Kunststoffe"): Darunter fallen z.B. Stoffe wie Polyamide, Polyester, Silikone.


Warum gibt es immer noch keine einheitliche Begriffsbestimmung für Makromoleküle (bzw. Kunststoffe):
Dies liegt einfach daran, dass Kunststoffe in unserer Welt heute allgegenwertig sind und daher auch verschiedene Fachrichtungen im Bereich Makromoleküle arbeiten. Dabei werden Makromoleküle u. a. z.B. nach ihrer chemischen Zusammensetzung, nach ihrem physikalischen Verhalten oder nach Synthesemethode eingeteilt bzw. klassifiziert. So haben sich inzwischen viele Handelsbezeichungen bei Makromolekülen bzw. Kunststoffen gebildet, diess sieht man v.a. bei Kunstfasern, Kunstgläser, Schaumstoffe oder Klebstoffe.
 

Vorgeschlagene Definition von Makromolekülen:

  • Eine gern verwendete Definition von Makromolekülen ist die vom Deutschen Nomenausschuss vorgeschlagene Definition. Dabei weisen Makromoleküle hauptsächlich oder überwiegend organische Bestandteile (diese Bedingung muss nicht zwigend erfüllt sein) auf, das Makromolekül wird dabei aus mind. 100 Grundbausteinen (= Monomere) über Atombindungen aufgebaut sind und entsteht durch Synthese oder Umwandlung von Naturstoffen.


Kommentar:  Wie sich aus der Definition herauslesen lässt,  gehören Maromoleküle, also im weitestgehende Sinne Kunststoffe, somit in den Bereich der organischen Chemie (Kohlenstoffverbindungen). Dies Definition schließt natürlich nicht aus, dass Makromoleküle, wie auch organische Moleküle im allgemeinen, Heteroatome (wie z.B. O, N, S, Cl) in ihrer Struktur enthalten können. Die Bedingung, dass Makromoleküle weitestgend organische Natur sind, ist -wie oben bereits erwähnt- nicht zwingend erforderlich. So wäre die Klasse der Silikone als Makromolküle unberücksichtigt, da Silikone aus Si-O-Si-O-Sequenzen aufgaubt sind und somit nicht organischer Natur sind. 
Dafür "passt" der Rest der Definition, denn alle Makromoleküle sind aus vielen kleinen Einheiten (=Monomere) aufgebaut. Die Makromoleküle entstehen dadurch, dass eine Vielzahl eben dieser Monomere über Atombindungen miteinander verknüpft werden (somit haben alle Markomolküle dieses Bauprinzip).In der Definition wird auch eine Unterscheidung zwischen makromolekularen und normalen (manchmal auch als niedermolekularen) Verbindungen angegeben. Allgemein nimmt man an, dass Verbindungen, die ein Molekulargewicht von über 10.000 aufweisen, oder das Molekül aus etwa 1000 und mehr
Atomen aufgebaut sind, als Makromoleküle bezeichnet werden können. Dies lässt sich mit etwas 100 Monomeren in Übereinstimmung bringen (Moleküle mit weniger als 100 Monomere werden als Oligomere bezeichnet).
 

  • Ein andere Definition von Makromolekülen "stammt" von der IUPAC. Ein Makromolekül wird dabei definiert als ein Molekül mit großer molekularer Masse und einer (chemischen) Struktur, die hauptsächlich aus einer vielfachen Wiederholung von Einheiten aus Molekülen mit geringer relativer Masse (= Monomere) besteht.


Warum sind Makromolekulare Stoffe so wichtig:
Die Bedeutung der Makromoleküle beruht auf der großen Vielfalt. So lassen sich durch die Art und Anordnung der am Aufbau beteiligten Atome eine Vielfalt von Makromolekülen mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugen. Neben der Auswahl des Monomers kann auch das Herstellungsverfahren und die Beimischung von Additiven variiert werden. Dabei lassen sich die technischen Eigenschaften wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur- und chemische Beständigkeit und somit fast grenzenlos einsetzen. 
 
 


Schrift größer | Schrift kleiner
weiterführende Informationen auf Lernort-Mint.de

Schrift größer | Schrift kleiner
.