Allgemein bezeichnet man Materialien als Kunststoffe, die hauptsächlich organischer Natur (Kohlenstoffverbindungen) sind, die aus Makromolekülen aufgebaut sind. Makromoleküle werden dabei aus vielen (mindestens 1000) gleichartigen kleinen Molekülen (Monomeren) zusammengesetzt, die sich aneinander gelagert haben. Daher bezeichnet man Kunststoffe auch als Polymere.
Da -wie bereits oft auf Lernort-Mint.de- erwähnt ein Zusammenhang zwischen der Struktur und Eigenschaften von Stoffen besteht, soll nun nachfolgend die Darstellungsmöglichkeiten von Kunststoffen näher betrachtet werden
Herstellung von Kunststoffen
Die meisten Kunststoffe werden künstlich hergestellt. Diese Kunststoffe entstehen durch die Verknüpfung vieler kleiner Moleküle (Monomere) zu den großen Makromolekülen (Polymere) der Kunststoffe. In einer Polymerkette wiederholen sich also bestimmte Strukturelemente (Monomere) immer wieder. Je nach (gewünschter) chemischer Eigenschaft der Ausgangsstoffe (Monomere) können verschiedene Syntheseverfahren zur Herstellung von Kunststoffen verwendet werden.
- Die Polymerisation
- Die Polykondensation
- Die Polyaddition
- Die Vulkanisation
Die Syntheseverfahren im Überblick
- Polymerisation: Monomere haben in diesem Verfahren eine C=C-Bindung bzw. Mehrfachbindung (Alkene, Alkine, Aldehyde), die durch einen “Aktivator” in Radikale umgeformt werden und somit eine Kettenreaktion ausgelöst wird. Diese Kettenreaktion endet erst, wenn alle Radikale ineinander aufgegangen sind. Durch diesen kettenförmigen Reaktionsablauf bilden sich daher meist lineare oder wenig verzweigte Makromoleküle, die zum Strukturaufbau von thermoplastischem Kunststoff benötigt werden. Stoffe, die nach diesem Reaktionstyp gebildet werden nennt man Polymerisate, die Bildung langen (Kunststoff-)Ketten erfolgt dabei ohne Austritt niedrigmolekularer Verbindungen (wie beispielsweise Wassermolekülen)
- Polykondensation: Bei diesem Verfahren 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, duroplatische Polymere. Alle Endstoffe dieses Reaktionstypens werden Polykondensate genannt.
- Polyaddition: Ähnlich wie bei der Polymerisation benötigen die Monomere in ihrem Molekül eine Mehrfachbindung, zusätzlich aber auch funktionelle Gruppen. Ähnlich wie bei der Polykondensation entstehen bei bifunktionellen Gruppen lineare, thermoplastische Polymere und bei trifunktionellen Gruppen vernetzte, duroplastische Makromoleküle. Durch Polyaddition entstandene Kunststoffe nennt man Polyaddukte.
- Vulkanisation: Ist im eigentlichen Sinne kein Darstellungsverfahren, die Vulkanisation dient nach der Herstellung der Polymere zur weiteren Vernetzung der Polymere. Bei der Vulkanisation wird ein Polymer mit Schwefel oder Schwefelbindungen erhitzt. So können Elastomere hergestellt werden, die je nach Herstellungsverfahren bestimmte Eigenschaften haben.
