Um einen Kunststoff aus einer Vielzahl an Polymeren aufzubauen, gibt es im Wesentlichen drei “Herstellungsverfahren”: Polymerisation, Polyaddition und Polykondensation. Alle diese Herstellungsverfahren haben gleich, dass aus Monomeren sogenannte Polymere entstehen. Bei der Polyaddition reagieren mind. zwei unterschiedliche Monomere miteinander, während bei der Polymerisation die Polymere aus dem immer gleichen Monomer hergestellt werden. Bei der Polykondensation reagieren zwei unterschiedliche Monomere miteinander unter Abspaltung eines kleinen Moleküls (z.B. Wasser).
Bei der Polykondensationsreaktion bilden zwei Monomere unter Abspaltung eines kleinen Moleküls ein großes Polymer. Es setzt jedoch voraus, dass im Molekül der Monomere mindestens zwei funktionelle Gruppen (Hydroxyl-, Carboxyl- und Amino- Gruppen) vorhanden sind. Bei diesem Verfahren bilden sich ebenfalls lineare, thermoplastische Makromoleküle (bei bifunktionellen Gruppen) und aus trifunktionellen Gruppen werden vernetzte, duroplastische Polymere. Alle Endstoffe dieses Reaktionstyps werden Polykondensate genannt.
Wie eingangs erwähnt, weisen die Monomere bei der Polykondensation funktionelle Gruppen auf (im Gegensatz zu Polyaddition und Polymerisation sind keine Doppelbindungen notwendig). Die meist verwendeten funktionelle Gruppen bei der Polykondensationsreaktion sind die Hydroxlgruppen, die Carbonylgruppe, die Carboxylgruppe und die Amin-Gruppe. Durch die Reaktion der funktionellen Gruppen jeweils eines Monomers miteinander entsteht (unter Abspaltung eines Nebenprodukts) ein (zunehmendes) Makromolekül. Je nachdem, ob ein Monomer ein bi-, tri- oder tetrafunktionelle Verbindung ist, entsteht ein linear, verzweigtes oder vernetztes Polymer. Hinweis: Die Struktur des Polymers hangt nicht immer nur von der Anzahl der funktionellen Gruppen ab, sondern auch von den Sekundärbindungen zwischen den Molekülteilen (=> siehe hierzu: Struktur bei Kunststoffen)
Je nach Ausgangsmomomer unterscheidet man bei der Polykondensationsreaktion folgende Polykondensate: Aminoplaste, Thioplaste, Phenoplaste, Polyamide, Polyester, Polyamide
Herstellung wichtiger Polykondensate:
Unter einer Polykondensationsreaktion versteht man einen Prozess, bei dem kleinere Moleküle (Monomere) unter Abgabe von einfachen Molekülen wie Wasser oder Methanol zu einem langkettigen Molekül (Polymer) reagieren.
Die Produkte, die bei einer Polykondensationsreaktion entstehen, sind Polymerkunststoffe und einfache Moleküle wie Wasser, Methanol oder Ammoniak.
Die Polykondensationsreaktion ist relevant für die Herstellung von thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffen wie Polyurethan, Polyester, Polycarbonat und Polyamid.
Bei der Polymerisation reagieren Monomere zu Makromolekülen ohne dass Nebenprodukte entstehen, während bei der Polykondensation neben dem Polymer auch einfache Moleküle wie Wasser oder Methanol als Nebenprodukte entstehen.
Bei der Herstellung von Polyamiden werden Aminosäuren oder Diamine mit Dicarbonsäuren reagiert. Dabei wird Wasser abgespalten und ein Polyamid wird gebildet.
Je größer die Molekülgröße der Monomere, desto höher ist in der Regel die Festigkeit und die Temperaturbeständigkeit des resultierenden Polymers.
Die Stufenpolymerisation findet in einzelnen, klar abgrenzbaren Schritten statt, während die Kettenpolymerisation eine kontinuierliche Reaktion ist, bei der das Polymer wächst.
Duroplastische Kunststoffe sind netzwerkartig verknüpft und können nach der Aushärtung nicht erneut verformt werden.
Die wichtigsten Gründe sind die Produktion von Kunststoffen mit hohen Molekulargewichten, sowie die Möglichkeit, die Eigenschaften der Kunststoffe durch die Auswahl der geeigneten Monomere zu steuern.
Polykondensation kann nicht für die Herstellung aller Kunststoffe verwendet werden. Es ist vor allem in der Produktion von Polyester, Polyamid und Polycarbonat gebräucht, aber z. B. nicht zur Herstellung von Polyethylen oder Polypropylen.