Die Polykondensationsreaktion – Herstellung von Kunststoffen

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).

Die Polykondensationsreaktion

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.

Polykondensation

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:

  • Thioplaste: Die bekanntesten Thioplaste entstehen durch die Reaktion von aliphatischen Dihalogenverbindungen mit Natriumpolysulfid
  • Polyamide: Polyamide entstehen durch die Reaktion von Dicarbonsäuren mit Diaminen
  • Polyester: Polyester entstehen durch die Reaktion von Dicarbonsäuren mit zwei- bzw. dreiwertigen Alkoholen
  • Phenoplaste: Phenoplaste entstehen durch die Reaktion von Formaldehyd und Phenol (bzw. Derivaten)