EL-MO II Moleküle, Schulbuch

156 Polymerisate Bei der Polymerisation werden Makromoleküle durch fortgesetzte Addition an Doppel- bindungen erzeugt (Abb. 156.1). Ausgangsstoffe sind also Alkene, die Monomeren, die zum Polymerisat zusammentreten. Meist wird die Polymerisation durch Stoffe ausge- löst, die im Alltag als Härter bekannt sind. Die Mechanismen, die zur Polymerisation führen, wurden auf Seite 87 genauer besprochen. 4 der 5 am häufigsten hergestellten Kunststoffe (Massenkunststoffe) sind Polymerisate; diese 4 – Polyethen, Polypropen, Polystyren und PVC – sollte man auch durch einfache Proben unterscheiden können. Polyethen PE (Polyethylen) PE ist der weltweit meisthergestellte Kunststoff. Den Ausgangsstoff Ethen ge- winnt man in den Raffinerien beim Cracken und beim Steamcracken (Siehe Seite 104). Von PE gibt es 2 Sorten, die sich in Herstellungsverfahren und Verwendungszweck stark unterscheiden, das HDPE (High Density-PE) und das LDPE (Low Density-PE). HDPE wird im Niederdruckverfahren mittels Ziegler-Katalysatoren hergestellt. (Siehe Seite 87) Es besteht aus extrem langen, praktisch unverzweigten Ketten. Die mittleren Molmassen liegen bei einer Million und mehr. Die Festigkeit von HDPE ist ziemlich hoch. Daher eignet es sich zur Herstellung von Hohlkörpern (Kunststoffkanister, Mülltonnen etc.). Auch billige Schutzhelme, Plastikgeschirr und Schibeläge werden aus HDPE er- zeugt. LDPE wird durch radikalische Polymerisation bei hohem Druck erzeugt. Dabei entstehen stärker verzweigte, kürzere Ketten. Die mittlere Molmasse beträgt etwa 20 000. LDPE ist weicher und mechanisch weniger belastbar als HDPE, schmilzt aber leichter und ist daher besonders gut verarbeitbar. LDPE ist der wichtigste Kunststoff für die Produktion von Folien. Diese spielen vor allem in der Lebensmittelverpackung und als Schrumpffo- lien zur Palettenverpackung eine große Rolle. Dabei wird die auf einer Palette gestapel- te Ware mit einer Folie bedeckt. Dann wird kurzzeitig erhitzt, wobei die Folie schrumpft und das Verpackungsgut fest und transportsicher umschließt. Auch die Plastiksackerln (nicht „Nylonsackerln“ – sie sind nie aus Nylon) werden aus PE-Folien hergestellt. (Abb. 156.2) PE kann man leicht mittels einer Brennprobe erkennen. Es brennt mit nicht rußender Flamme, schmilzt dabei und tropft. Beim Ausblasen ist ein Geruch nach erloschener Kerze wahrnehmbar. Überhitztes PE gibt also dieselben Zersetzungsgase ab wie über- hitztes Paraffin. Dies ist nicht verwunderlich, beide bestehen ja aus weitgehend unver- zweigten Alkanen. Polypropen PP (Polypropylen) Polypropen ist dem PE sehr ähnlich. Propen, das wie Ethen in der Raffinerie anfällt, wird mit Ziegler-Natta-Katalysatoren polymerisiert. Dabei erhält man das isotaktische PP . In diesem Produkt herrscht an jedem asymme- trischen Kohlenstoff-Atom der Kette dieselbe Konfiguration (Abb. 156.4). Dieses isotak- tische PP ist mechanisch weit beständiger als PE. Es hat einen höheren Erweichungs- punkt (ca. 150 °C statt 110 °C bei PE) und eine geringere Dichte. Die besseren Eigenschaften bewirken, dass PE zunehmend durch PP verdrängt wird, vor allem bei der Herstellung von Hohlkörpern und Rohren. Der wichtigste Einsatzbereich ist aber die Herstellung von Fasern vor allem für die Produktion von Teppichböden, Nadelfilz und Dekorstoffen, aber auch zunehmend für Textilien. Daneben gewinnt auch die Folienpro- duktion zunehmend an Bedeutung. (Abb. 156.3) PP verhält sich bei der Brennprobe sehr ähnlich dem PE. Nur die Zersetzungsgase rie- chen nicht nach erloschener Kerze. C C C C C C H H 3 C H H 3 C H H 3 C H H H H H H C C C C C C C C C C C CC C C C C CC C Monomere Polymeres PE Küchengeschirr Mülltonnen Rohre Behälter Flaschen Folien Kabelummantelungen PP Küchengeschirr Akkukästen Rohre Behälter Flaschen Folien Technische Teile Fasern Abb. 156.3: Verwendung von Polypropylen Abb. 156.2: Verwendung von Polyethylen Abb. 156.1: Schema der Polymerisation Abb. 156.4: Struktur von isotaktischem Polypropylen 10 naTÜrlICHe und SYnTHeTISCHe MaKrOmOleKÜle Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv