Polymerisationsgrad bei 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. Dabei sind die Gestalt bzw. Größe des Polymers abhängig von der Art der Monomere und den Herstellungsbedingungen. Da sich aus der Gestalt und der Größe eines Polymers viel über seine mechanischen Eigenschaften aussagen lässt, wurde eine “Messgröße” eingeführt, die die Größe / Gestalt eines Polymers “beschreiben” kann. Bei dieser “Größe” handelt es sich um den sogenannten Polymerisationsgrad.

Der Polymerisationsgrad bei Kunststoffen

Wie eingangs erwähnt, weisen Polymere im Gegensatz zu (einfachen) Molekülen keine einheitliche Struktur aus. Daher kann man mit Hilfe des (mittleren) Polymerisationsgrades ein Polymer bzw. Polymergemisch erst vollständig beschreiben. Der Polymerisationsgrad eines Polymers schwankt dabei immer um einen Mittelwert.

Mit Hilfe des Polymerisationsgrad kann man (statistisch) ermitteln, wie viele Monomere sich durchschnittlich zum Polymer verbunden haben. Der Polymerisationsgrad wird dabei aus dem Quotienten der relativen Molekülmasse des Makromoleküls und der Molekülmasse des Monomers berechnet.
Hinweis: Bei der Berechnung des Polymerisationsgrade muss die “wirkliche” Masse des (im Polymer) gebundenen Monomer (bzw. der Monomer-Einheit) verwendet werden. Dies ist v.a. bei Polykondensationsreaktionen wichtig, da in diesem Fall das Polymer durch Verknüpfung von Monomeren unter Abspaltung kleinerer Moleküle (z.B. Abspaltung von Wasser) entsteht. Dies bedeutet, dass  M (Monomer) ungleich M (Monomer-Einheit im Polymer) ist.

Der Polymerisationsgrad bestimmt viele (die für hochmolekularen Stoffe typischen) Eigenschaften wie beispielsweise die Zugfestigkeit. So nehmen mit steigendem Polymerisationsgrad im Allgemeinen Viskosität und Festigkeit eines Polymers zu.

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