EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

Polymerisation – Polymere – Kunststoffe – Polyethylen 184 184 Polymerisation Eine spezielle Art von Addition an die C=C-Doppelbindung ist die Polymerisa- tion. Dabei werden Alkene an Alkene addiert. Das Produkt sind Makromoleküle, die zB in Kunststoffen Verwendung finden. Die Ausgangsalkene nennt man Monomere , die Makromoleküle Polymere . Durch eine Auswahl von Zusatzstof- fen können so „ Kunststoffe nach Maß “ hergestellt werden. Das Schema der Reaktion Die Doppelbindungen werden geöffnet und die Moleküle addieren aneinander. Das Schema bleibt erhalten unabhängig von der Art und Komplexität des Al- kens. Seitenketten oder Atomgruppen, der Monomeren, findet man dann an der entsprechenden Stelle (im Prinzip an jedem 2. C-Atom) im Polymeren wie- der. Schreibweise für Polymere Als Formel für Polymere gibt man entweder einen Ausschnitt der Kette an oder man schreibt den sich n-mal wiederholenden Teil in Klammer. ZB: Polychlorethen (Polyvinylchlorid PVC) Benennung der Polymeren Die Benennung ist Poly + Name des Monomeren, obwohl im Polymer oft keine Doppelbindung mehr vorliegt (zB Polyethen). Häufig wird auch der Trivialname, wie im Beispiel Polyvinylchlorid verwendet. Bei manchen Polymeren sind Handelsnamen durchaus alltagsgebräuchliche Benennungen (zB Teflon für Polytetrafluorethen). Üblicherweise werden bei den Polymerisaten und auch bei anderen Kunststof- fen Abkürzungen verwendet zB PE für Polyethen oder PVC für Polyvinylchlorid. Wichtige Polymerisationskunststoffe Polyethen PE (Polyethylen) PE ist einer der weltweitmeisthergestellten Kunststoffe. Den Ausgangsstoff Ethen gewinnt man in den Raffinerien beim Cracken. Von PE gibt es 2 Sorten, die sich in Herstellungsverfahren und Verwendungszweck stark unterscheiden. HDPE (High Density-PE) besteht aus extrem langen, praktisch unverzweigten Ketten. Die Festigkeit von HDPE ist ziemlich hoch. Daher eignet es sich zur Herstellung von Hohlkörpern (Kunststoffkanister, Mülltonnen etc.). LDPE (Low Density-PE) wird durch Polymerisation bei hohem Druck erzeugt. Dabei entstehen stärker verzweigte, kürzere Ketten. 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 Pro- duktion von Folien. Diese spielen vor allem in der Lebensmittelverpackung und als Schrumpffolien zur Palettenverpackung eine große Rolle. Auch die Plastik- sackerln (nicht „Nylonsackerln“ – sie sind nie aus Nylon) werden aus PE-Folien hergestellt. Polypropen PP (Polypropylen) Polypropen ist dem PE sehr ähnlich. Propen, das wie Ethen in der Raffinerie anfällt, wird mit Ziegler-Natta-Katalysatoren polymerisiert. PP ist mechanisch weit beständiger als PE. Es hat einen höheren Erweichungspunkt (ca. 150 °C statt 110 °C bei PE) und eine geringere Dichte. Die besseren Eigenschaften bewirken, dass PE zunehmend durch PP ver- drängt 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. Küchengeschirr Mülltonnen Rohre Behälter Flaschen Folien Kabelummantelungen PE Abb. 184–4: Verwendung von Polypropylen Abb. 184–3: Verwendung von Polyethylen Cl Cl Cl Cl n Küchengeschirr Akkukästen Rohre Behälter Flaschen Folien Technische Teile Fasern PP C C C C C C C C Monomere Polymeres C C C C C C C C C C C C Abb. 184–1: Allgemeines Schema der Polymerisation I Abb. 184–2: Polymerisation am Beispiel Ethen zu Polyethen H C C H H H H C C H H H H C C H H H C C C C C C H H H H H H H H H H H H 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des V rlags öbv