Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei einer weiteren Kategorie von Polymerproduktionsreaktionen naturgemäß um stufenweise Prozesse, zu denen Polykondensation und stufenweise Polymerisation gehören. Bei diesen Reaktionen bilden wachsende Polymerketten nach jedem Zugabevorgang stabile Partikel, der Prozess der Polymerbildung verläuft schrittweise und das Molekulargewicht nimmt allmählich zu.

Bei der schrittweisen Polymerisation und Polykondensation sowie bei der Kettenpolymerisation werden unterschiedliche Zeiten benötigt, um ein hochmolekulares Produkt zu erhalten, d. h. bis das Wachstum der Makromolekülkette abgeschlossen ist. Bei der Polykondensation beispielsweise, die stufenweise abläuft, nimmt die Molekülgröße relativ langsam zu und es entsteht zunächst ein Dimer, Trimer, Tetramer etc. aus Monomeren zu einem Polymer. Bei der Kettenpolymerisation entstehen nahezu unmittelbar nach Beginn der Reaktion Moleküle mit hohem Molekulargewicht. Im letzteren Fall sind in den verschiedenen Phasen des Prozesses immer nur Monomer und Polymer in der Reaktionsmischung vorhanden und es gibt keine Moleküle mittlerer Größe. Mit zunehmender Reaktionszeit nimmt nur die Anzahl der Polymermoleküle zu. Das Molekulargewicht des Polymers hängt nicht vom Grad der Vollständigkeit der Reaktion ab, der nur die Ausbeute des Polymers beeinflusst. Bei der Polykondensation erfolgt die Bildung eines Polymers in einem sehr hohen Stadium hochgradig Nach Abschluss der Reaktion (mehr als 98 %) hängen sowohl die Ausbeute als auch das Molekulargewicht des Polymers von der Reaktionsdauer ab.

Die ursprünglichen und durch Polykondensation erhaltenen Moleküle sind stabil und können isoliert werden. Allerdings enthalten sie an den Enden reaktive Gruppen und können an weiteren Kondensationsreaktionen untereinander oder mit anderen Monomeren teilnehmen. Dies wird in der Industrie genutzt, um Oligomere zu gewinnen und daraus verschiedene Polymere, auch solche mit räumlich vernetzter Struktur, zu synthetisieren.

Die Polykondensation, an der nur bifunktionelle Moleküle beteiligt sind, führt zur Bildung linearer Polymermoleküle und wird als Polykondensation bezeichnet linear.
Zum Beispiel die Bildung von Polyamid:

In diesem Fall kann das gleiche Prinzip des Aufbaus von Makromolekülen sowohl bei der Reaktion zweier verschiedener bifunktioneller Monomere, die jeweils nur eine Art funktioneller Gruppen enthalten (a), als auch bei einem Monomer, das beide Arten funktioneller Gruppen enthält (b), umgesetzt werden. . Fall (a) entspricht einer Copolykondensation, Fall (b) einer Homopolykondensation.

Ein Polykondensationsprozess, an dem Moleküle mit drei oder mehr beteiligt sind eine große Anzahl funktionelle Gruppen, führt zur Bildung verzweigter oder dreidimensionaler (netzwerkartiger, vernetzter) Strukturen und heißt dreidimensional
Polykondensation. Beispielsweise die Bildung von Phenol-Formaldehyd-Harzen:

Ein ähnlicher Prozess ist die Polykondensation von Glycerin und Phthalsäure (Glyphthalharze), Silantriolen usw.

Bei der Polykondensation handelt es sich um einen Gleichgewichtsprozess, d. h. Kondensationsprodukte können mit Nebenprodukten niedermolekularer Stoffe zu den ursprünglichen Verbindungen reagieren.

Daher muss das Gleichgewicht der Reaktion durch die Entfernung des niedermolekularen Produkts (ab) aus der Reaktionszone (z. B. durch Destillation, Vakuum) nach rechts verschoben werden. Aufgrund des stufenweisen Charakters der Polykondensationsreaktion (Monomer + Monomer ® Dimer; Dimer + Monomer ® Trimer; Dimer + Dimer ® Tetramer; Trimer + Dimer ® Pentamer usw.) nimmt das Molekulargewicht der Produkte kontinuierlich zu und das Monomer verschwindet lange bevor sich ein Polymer mit einem Molekulargewicht von mehr als 5000-10000 bildete. Bei den meisten Polykondensationsreaktionen bleibt zum Zeitpunkt der Polymerbildung nicht mehr als 1 % des ursprünglichen Monomers übrig.

Bei der linearen Polykondensation zweier Monomere ist es zur Erzielung eines möglichst hohen Molekulargewichts des Polymers notwendig, die Konzentrationen der Ausgangskomponenten gleich zu halten. Eine Erhöhung der Konzentration einer davon verringert den Polykondensationsgrad stark, da die funktionellen Gruppen des überschüssigen Monomers als Inhibitoren wirken und die Reaktion im Frühstadium, also vor der Bildung des Polymers, stoppen.

Bei der Durchführung der Polykondensation ist es sehr wichtig, die Abhängigkeit ihrer Geschwindigkeit von verschiedenen Faktoren, die Abhängigkeit des Polykondensationsgrades von der Tiefe der Monomerumwandlung, das Verhältnis der Monomere in der Mischung und andere Gründe für das Aufhören des Wachstums zu kennen das Molekulargewicht des Polymers (normalerweise ist es viel geringer als bei der Polymerisation). Die Abhängigkeit des Grenzpolykondensationsgrades von der Konzentration der freigesetzten niedermolekularen Verbindung und der Gleichgewichtskonstante wird durch die Polykondcharakterisiert:

wobei P der Grad der Polykondensation ist; k ist die Gleichgewichtskonstante; n / A- Molenbruch Substanz mit niedrigem Molekulargewicht, die während der Reaktion freigesetzt wird. Die Abhängigkeit des Polykondensationsgrads von der Monomerumwandlungstiefe wird durch die in Abb. dargestellte Kurve ausgedrückt. 10. Hier sieht man, dass das Polymer erst dann entsteht, wenn der Großteil des Monomers verbraucht ist.

Die dreidimensionale Polykondensation unterscheidet sich von der linearen Polykondensation durch die höhere Geschwindigkeitskonstante der direkten Reaktion, die hauptsächlich auf den Übergang des Systems in ein Gel nach Beginn der Reaktion zurückzuführen ist. Die verzweigte Struktur des Polymers entsteht durch die Reaktion bi- und trifunktioneller Moleküle miteinander. Bei einem trifunktionellen Molekül kommt es zur Verzweigung, die Ketten verzweigen sich nacheinander und bilden schließlich ein unendliches Netzwerk. Zum Beispiel die Kondensation von dreiwertigem Alkohol – Glycerin und zweibasiger Phthalsäure. Je höher die Funktionalität der Monomere ist, desto geringer ist der Grad der Vervollständigung der Reaktion, es kommt zur Gelierung. Aufgrund der Bildung einer verzweigten oder Netzwerkstruktur mit geringer Mobilität sind die Anforderungen zur Aufrechterhaltung gleicher Konzentrationen funktioneller Gruppen und zur Entfernung von Polykondensationsprodukten mit niedrigem Molekulargewicht nicht so streng wie bei der linearen Polykondensation.

Die schrittweise (oder Migrations-)Polymerisation ähnelt in ihren Grundprinzipien und der Struktur des resultierenden Polymers der linearen Polykondensation. Die Anlagerung jedes weiteren Monomers an die wachsende Kette, die ebenfalls ein stabiles Teilchen ist, erfolgt durch die Bewegung (Migration) von Wasserstoff. Dieser Prozess findet bei der Synthese von Polyurethanen aus Isocyanaten und Glykolen statt:

usw., bis ein Polymer entsteht

Der Unterschied zwischen schrittweiser Polymerisation und Polykondensation besteht darin, dass kein Reaktionsnebenprodukt mit niedrigem Molekulargewicht freigesetzt wird. Wenn Sie Glykol ersetzen mehrwertiger Alkohol(Glycerin, Pentaerythrit usw.) oder Diisocyanattriisocyanat, dann werden räumliche Polymere erhalten; Die Reaktion ihrer Bildung ähnelt einer dreidimensionalen Polykondensation.

Auch die Polymerisation durch Ringöffnung von Monomermolekülen erfolgt häufig über einen schrittweisen Reaktionsmechanismus (z. B. die Polymerisation von E-Caprolactam). Dieser Prozess wird durch kleine Mengen Wasser, Säure, Base aktiviert:

Wie man sieht, bindet der Aktivator nur an das erste Molekül des Monomers, und während des Kettenwachstums wandern funktionelle Gruppen an das Ende der Kette, d. h. es kommt zu einer Migrationspolymerisation.

Zyklische Monomere können auch über einen ionischen Mechanismus polymerisieren (z. B. Ethylenoxid, Trioxan, E-Caprolactam mit Natriummetall, Propylenoxid). Wenn ein Ring bricht, werden die gleichen Arten von Bindungen wiederhergestellt, indem zwei, drei usw. gebrochene Ringe zu einer Kette verbunden werden.

Polymere – es handelt sich um hochmolekulare Verbindungen (HMW). Monomere sind niedermolekulare Stoffe, aus denen Polymere gewonnen werden. Der Polymerisationsgrad (Polykondensation) ist die durchschnittliche Anzahl der Struktureinheiten in einem Polymermolekül.

Polymerisation - eine Reaktion der Kombination von Monomermolekülen m, die nicht mit der Freisetzung von Nebenprodukten einhergeht. Daher ist die elementare Zusammensetzung der Monomere und des resultierenden Polymers gleich. Die Polymerisation kann durch die Öffnung von Doppel- und Dreifachbindungen ungesättigter Verbindungen sowie durch die Öffnung verschiedener Heterozyklen erfolgen. Abhängig von der Art der aktiven Zentren, die den Kettenprozess initiieren, werden radikalische und ionische Polymerisation unterschieden. Der Prozess folgt einem Kettenmechanismus.

nCH2=CH2→(-CH-CH-)n, wobei n der Polymerisationsgrad der Moleküle ist und angibt, wie viele Monomereinheiten in ihrer Zusammensetzung enthalten sind.

Klassifizierung von Polymeren :

Legt man die qualitative Zusammensetzung von Molekülen zugrunde, so lassen sich alle betrachteten Stoffe in drei Gruppen einteilen.

Organisch sind solche, die Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Schwefel-, Sauerstoff-, Phosphor- und Stickstoffatome enthalten. Das heißt, jene Elemente, die biogen sind. Es gibt viele Beispiele: Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen, Viskose, Nylon, natürliches Polymer – Protein, Nukleinsäuren und so weiter.

Organische Elemente sind solche, die fremde anorganische und nicht biogene Elemente enthalten. Am häufigsten handelt es sich um Silizium, Aluminium oder Titan. Beispiele für solche Makromoleküle: organisches Glas, Glaspolymere, Verbundmaterialien.

Anorganisch – die Kette basiert auf Siliziumatomen, nicht auf Kohlenstoff. Radikale können auch Teil von Seitenzweigen sein. Sie wurden erst vor kurzem, in der Mitte des 20. Jahrhunderts, entdeckt. Wird in der Medizin, im Bauwesen, in der Technologie und in anderen Branchen eingesetzt. Beispiele: Silikon, Zinnober.

Wenn wir Polymere nach ihrer Herkunft einteilen, können wir drei Gruppen unterscheiden.

Natürliche Polymere, deren Verwendung seit der Antike weit verbreitet ist. Dabei handelt es sich um Makromoleküle, für deren Herstellung sich der Mensch keine Mühe gemacht hat. Sie sind Produkte von Reaktionen der Natur selbst. Beispiele: Seide, Wolle, Protein, Nukleinsäuren, Stärke, Zellulose, Leder, Baumwolle und andere.

Künstlich. Hierbei handelt es sich um Makromoleküle, die vom Menschen geschaffen werden, jedoch auf natürlichen Analoga basieren. Das heißt, die Eigenschaften eines vorhandenen natürlichen Polymers werden einfach verbessert und verändert. Beispiele: Kunstkautschuk, Gummi.

Synthetische Polymere sind solche, an deren Entstehung ausschließlich der Mensch beteiligt ist. Es gibt keine natürlichen Analoga für sie. Wissenschaftler entwickeln Methoden zur Synthese neuer Materialien mit verbesserten technischen Eigenschaften. So entstehen synthetische Polymerverbindungen verschiedener Art. Beispiele: Polyethylen, Polypropylen, Viskose, Acetatfaser usw.

Polykondensation – die Reaktion der Bildung hochmolekularer Verbindungen, die nach dem Substitutionsmechanismus abläuft und in der Regel mit der Freisetzung niedermolekularer Produkte einhergeht, wodurch sich die Elementarzusammensetzung des Polymers von der Elementarzusammensetzung der Originalprodukte unterscheidet.

An der Polykondensationsreaktion können Monomere teilnehmen, die zwei oder mehr funktionelle Gruppen enthalten. Wenn diese Gruppen interagieren, zerfällt das Molekül einer niedermolekularen Verbindung unter Bildung Neue Gruppe, das die Reste reagierender Moleküle bindet.

Polykondensation - schrittweise Reaktion, Kettenwachstum entsteht durch die Wechselwirkung von Monomermolekülen untereinander sowie durch Zwischenprodukte: oligomere oder polymere Moleküle oder die Wechselwirkung von oligomeren und polymeren Molekülen miteinander. Dadurch entstehen Verbindungen mit der Funktionalität der Ausgangssubstanz.

Bei der Polymerisationsreaktion entstehen als Ergebnis ausschließlich Polymere. Bei der Polykondensation entstehen aus dem Reaktionsprodukt Polymere und niedermolekulare Stoffe.

Definition

Im Gange Polymerisation Sowohl identische als auch unterschiedliche Monomermoleküle werden nacheinander verbunden und bilden ein einziges komplexes Molekül Polymer (hochmolekulare Substanz) ohne Freisetzung und Bildung von Nebenprodukten - niedermolekulare Verbindungen. Das Ergebnis ist daher ein Polymer mit genau der gleichen Elementzusammensetzung wie das Monomer.

Im Gange Polykondensation Moleküle eines oder mehrerer Monomere, die sich miteinander verbinden, bilden ein Polymermakromolekül und setzen als Nebenprodukt das eine oder andere niedermolekulare Produkt (Wasser, Alkohol, Chlorwasserstoff oder Ammoniak) frei. Die Polykondensation liegt der Biosynthese von Cellulose, Nukleinsäuren und natürlich Proteinen zugrunde.

Vergleich

Diese beiden Prozesse ähneln sich darin, dass zu Beginn der Reaktion das ursprüngliche Monomer in die Reaktion eintritt. Und dann kommt es während der Polymerisation im Reaktionssystem in allen Phasen des laufenden Prozesses zu einer Zunahme der aktiven Ketten, des ursprünglichen Monomers und der Makromoleküle, deren Wachstum abgeschlossen ist. Und bei der Polykondensation wird das Monomer in der Regel zu Beginn der laufenden Reaktion erschöpft und anschließend verbleiben nur noch Polymere (Oligomere) im System, die miteinander interagieren.

Für die Polymerisation und Polykondensation sind die Reaktivität der gewünschten Monomere und natürlich deren Struktur gleichermaßen wichtig. Während der Polymerisation enden Reaktionen zwischen zunehmenden Molekülen normalerweise mit einem Kettenabbruch.

Und während der Polykondensation sind die Reaktionen zwischen wachsenden Molekülen die Hauptreaktionen des Polymerkettenwachstums. Durch die Wechselwirkung von Oligomeren entstehen lange Ketten. Die Polymerisation erfolgt in drei Phasen: Initiierung, Kettenwachstum und Kettenabbruch. In diesem Fall sind die Wachstumszentren der Polymerkette Kationen, freie Radikale oder Anionen. Die Funktionalität (Anzahl der Reaktionszentren in einem Molekül) beeinflusst die Bildung dreidimensionaler, verzweigter oder linearer Makromoleküle.

Schlussfolgerungen-Website

1. Charakteristisch für die Polykondensation ist die Freisetzung von Nebenprodukten – Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht wie Wasser oder Alkohol.
2. Bei der Polymerisation werden ausschließlich Polymere zu Reaktionsprodukten.
3. Durch die Polykondensationsreaktion ist die Biosynthese von Cellulose, Proteinen und Nukleinsäuren möglich.

Polymerisationsreaktionen

Polymerisation ist die Reaktion der Polymerbildung ohne die Bildung von Produkten mit niedrigem Molekulargewicht. Als Monomer wird ein Molekül verwendet, das eine Mehrfachbindung enthält. Bei der Polymerisation von Ethylen spielen bifunktionelle Verbindungen eine Rolle Struktureinheit spielt eine Doppelbindung, die unter dem Einfluss eines Initiators (zum Beispiel organisches Benzylperoxid (C 6 H 5 COO) 2) leicht in den Radikalzustand R übergeht; Die Zugabe eines Radikals schafft Bedingungen für das Kettenwachstum

Die Polymerisationsreaktion ist durch drei Phasen gekennzeichnet: Initiierung, Kettenwachstum und Kettenabbruch:

offener Kreislauf

Polymer-Elektrokupfer

Diese Art der Polymerisation wird radikalisch genannt.

Die Polymerisation kann durch Kationen oder Anionen (Ionen) initiiert werden. Die ionische Polymerisation umfasst die gleichen Stufen (Initiierung, Kettenausbreitung, Kettenabbruch). Die Initiatoren der kationischen Polymerisation können H+, anorganische aprotische Säuren SnCl 4, AlCl 3 und metallorganische Verbindungen Al(C 2 H 5) 3 sein. Die Initiatoren der anionischen Polymerisation sind üblicherweise elektronenspendende Verbindungen ( Alkali Metalle, ihre Alkoholate usw.).

Kationische Polymerisation:

Zwischen verschiedenen Monomeren kann eine Polymerisation stattfinden. Solche Verbindungen werden Copolymere genannt. In der Tabelle 1 zeigt Beispiele für Polymere und Copolymere, die durch Polymerisationsreaktionen erhalten werden.

Tabelle 1 Die wichtigsten Polymere und Copolymere

Copolymerisationsreaktionen

Betrachten wir die Merkmale des radikalischen Copolymerisationsprozesses. Im Falle der Copolymerisation der Moleküle A und B unter Bildung von Radikalen, die auf den Molekülen A oder B der wachsenden Kette zentriert sind, müssen 4 Stufen des Kettenwachstums ablaufen:

Bei der radikalischen Polymerisation haben wir es also mit der Verteilung der Produkte nach Molekulargewicht und einem Mehrwegeprozess mit unendlich vielen Wegen zu tun. Reaktionsprodukte Pi entstehen in den Wachstumsstadien bei der Kettenübertragung auf das Monomer.

Die zweite Art der Bildung von Produkten (Polymermolekülen) ist das Stadium des Kettenabbruchs an X i und X j.

Polykondensationsreaktionen

IN Gesamtansicht Das Schema der Hauptwachstumsreaktion der Polykondensationskette kann wie folgt dargestellt werden:

(n und m sind beliebige ganze Zahlen, einschließlich eins, X und Y sind die ursprünglichen funktionellen Gruppen, A ist ein Polykondensationsprodukt mit niedrigem Molekulargewicht). Dabei gehorcht die Wechselwirkung der Monomere untereinander bzw. mit den entstehenden Oligomeren und diese untereinander praktisch den gleichen Gesetzmäßigkeiten.

Da bei der Polykondensation bereits bei geringem Reaktionsabschluss die Monomere erschöpft sind, findet überwiegend das Wachstum der hochmolekularen Polymerkette statt. durch wiederholte Verbindung von Oligomer- oder Polymermolekülen untereinander an den terminalen funktionellen Gruppen (Prinzip der mehrfachen Verdoppelung), während die Anzahl der Moleküle im System abnimmt (dies ist die schrittweise Natur der Polykondensation). Auch die Anzahl der anfänglichen funktionellen Gruppen – Reaktionszentren (aktive Zentren) – nimmt während der Polykondensation ab, obwohl in einigen Fällen die bei der Polykondensation gebildeten Bindungen sowohl untereinander als auch mit den anfänglichen Reaktionszentren reagieren. Das Wachstum der Polymerkette während der Gleichgewichtspolykondensation geht mit einer Rückreaktion des Polymers mit dem freigesetzten niedermolekularen Produkt einher, was eine Begrenzung darstellt Molekulargewicht Polymer.

Die Polykondensation geht mit der Bildung eines Polymers und einer Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht (H 2 O, HCl, NH 3 usw.) einher. Monomere müssen mindestens zwei funktionelle Gruppen enthalten.

Der Herstellung von Phenol-Formaldehyd-Harzen liegt eine typische Polykondensationsreaktion zugrunde

Fast alle hochmolekularen Stoffe sind Polymere.

Polymere- das sind Stoffe, deren Moleküle aus einer Vielzahl sich wiederholender Struktureinheiten bestehen, die durch chemische Bindungen miteinander verbunden sind.

Polymere können durch Reaktionen hergestellt werden, die in zwei Haupttypen unterteilt werden können: diese Polymerisationsreaktionen Und Polykondensationsreaktionen.

Polymerisationsreaktionen

Polymerisationsreaktionen - Hierbei handelt es sich um Reaktionen der Polymerbildung durch Kombination einer großen Anzahl von Molekülen einer Substanz mit niedrigem Molekulargewicht (Monomer).

Anzahl der Monomermoleküle ( N), die sich zu einem Polymermolekül verbinden, werden genannt Polymerisationsgrad.

Verbindungen mit Mehrfachbindungen in Molekülen können eine Polymerisationsreaktion eingehen. Wenn die Monomermoleküle identisch sind, wird der Prozess aufgerufen Homopolymerisation, und wenn anders - Copolymerisation.

Beispiele für Homopolymerisationsreaktionen sind insbesondere die Reaktion der Bildung von Polyethylen aus Ethylen:

Ein Beispiel für eine Copolymerisationsreaktion ist die Synthese von Styrol-Butadien-Kautschuk aus 1,3-Butadien und Styrol:

Durch die Polymerisationsreaktion hergestellte Polymere und Ausgangsmonomere

Polykondensationsreaktionen

Polykondensationsreaktionen- Hierbei handelt es sich um Reaktionen der Bildung von Polymeren aus Monomeren, bei denen neben dem Polymer auch eine niedermolekulare Substanz (meistens Wasser) als Nebenprodukt entsteht.

Bei Polykondensationsreaktionen handelt es sich um Verbindungen, deren Moleküle beliebige funktionelle Gruppen enthalten. In diesem Fall werden Polykondensationsreaktionen, basierend darauf, ob ein oder mehrere Monomere verwendet werden, ähnlich wie Polymerisationsreaktionen in Reaktionen unterteilt Homopolykondensation Und Copolykondensation.

Zu den Homopolykondensationsreaktionen gehören:

• * Bildung (in der Natur) von Polysaccharidmolekülen (Stärke, Cellulose) aus Glucosemolekülen:

• * Reaktion der Bildung von Capron aus ε-Aminocapronsäure:

Copolykondensationsreaktionen umfassen:

• * Reaktion zur Bildung von Phenol-Formaldehyd-Harz:

• * Reaktion der Bildung von Lavsan (Polyesterfaser):

Materialien auf Polymerbasis

Kunststoffe

Kunststoffe- Materialien auf Polymerbasis, die sich unter dem Einfluss von Hitze und Druck formen lassen und nach dem Abkühlen eine bestimmte Form beibehalten.

Kunststoffe enthalten neben dem hochmolekularen Stoff noch weitere Stoffe, der Hauptbestandteil ist jedoch nach wie vor das Polymer. Aufgrund seiner Eigenschaften bindet es alle Bestandteile zu einer einzigen Masse und wird daher als Bindemittel bezeichnet.

Abhängig von ihrem Verhältnis zur Wärme werden Kunststoffe unterteilt in: thermoplastische Polymere (Thermoplaste) Und Duroplaste.

Thermoplaste- eine Art Kunststoff, der beim Erhitzen immer wieder schmelzen und beim Abkühlen erstarren kann, wodurch es möglich ist, seine ursprüngliche Form immer wieder zu ändern.

Duroplaste- Kunststoffe, deren Moleküle beim Erhitzen zu einer einzigen dreidimensionalen Netzstruktur „zusammengenäht“ werden und deren Form danach nicht mehr verändert werden kann.

Thermoplaste sind beispielsweise Kunststoffe auf Basis von Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid (PVC) etc.

Insbesondere Duroplaste sind Kunststoffe auf Basis von Phenol-Formaldehyd-Harzen.

Gummis

Gummis- hochelastische Polymere, deren Kohlenstoffgerüst sich wie folgt darstellen lässt:

Wie wir sehen, enthalten Gummimoleküle doppelte C=C-Bindungen, d. h. Kautschuke sind ungesättigte Verbindungen.

Kautschuke werden durch Polymerisation konjugierter Diene, d. h. Verbindungen, in denen zwei C=C-Doppelbindungen durch eine einzelne C-C-Bindung voneinander getrennt sind.

1) Butadien:

Allgemein ausgedrückt (wobei nur das Kohlenstoffgerüst dargestellt ist) kann die Polymerisation solcher Verbindungen zur Bildung von Kautschuken durch das folgende Schema ausgedrückt werden:

Basierend auf dem dargestellten Diagramm sieht die Isopren-Polymerisationsgleichung also wie folgt aus:

Allerdings hat Gummi trotz seiner Vorteile auch eine Reihe von Nachteilen. Da Gummi beispielsweise aus langen, chemisch unabhängigen Molekülen besteht, ist er aufgrund seiner Eigenschaften nur für den Einsatz in einem engen Temperaturbereich geeignet. Bei Hitze wird Gummi klebrig, sogar leicht flüssig und riecht unangenehm, und wann niedrige Temperaturen anfällig für Verhärtung und Rissbildung.

Die technischen Eigenschaften von Gummi können durch Vulkanisation deutlich verbessert werden. Bei der Vulkanisation von Gummi wird dieser mit Schwefel erhitzt, wodurch einzelne, zunächst unverbundene Gummimoleküle mit Ketten aus Schwefelatomen (Polysulfid-„Brücken“) „zusammengenäht“ werden. Das Schema zur Umwandlung von Kautschuken in Kautschuk lässt sich am Beispiel von synthetischem Butadienkautschuk wie folgt demonstrieren:

Fasern

Fasern sind Materialien auf Basis von Polymeren mit linearer Struktur, die zur Herstellung von Fäden, Kabeln und textilen Materialien geeignet sind.

Klassifizierung der Fasern nach ihrer Herkunft

Kunstfasern(Viskose, Acetatfaser) werden durch chemische Behandlung bestehender Naturfasern (Baumwolle und Flachs) gewonnen.

Synthetische Fasern werden hauptsächlich durch Polykondensationsreaktionen gewonnen (Lavsan, Nylon, Nylon).