Polymer

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Polymer

Inhaltsverzeichnis

Begriffsbestimmung

Mit dem Begriff „Polymer“ werden chemische Verbindungen aus Ketten- oder verzweigten Molekülen (Makromolekülen) bezeichnet, die ihrerseits aus einer großen Zahl von gleichen oder gleichartigen Einheiten, den so genannten Monomeren bestehen [1]. Polymere sind Stoffe (Makromoleküle), deren Molekulargewichte bei gleicher prozentualer atomarer Zusammensetzung in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen und den gleichen inneren Aufbau aufweisen [2].

Synthetische Polymere sind in der Regel „Kunststoffe“. Kunststoffe entstehen durch einen Verarbeitungsprozess, in dem ein Polymer (Rohstoff) zusammen mit Zusatzstoffen unter Anwendung von Wärme und/oder Druck über eine Formmasse zu einem plastischen Werkstoff, dem Kunststoff, weiterverarbeitet wird.

Die Einteilung der Polymere

Eine Einteilung der Polymere erfolgt durch den Grad der Vernetzung der Makromoleküle. Man unterscheidet in Thermoplaste und thermoplastische Elastomere, Duroplaste und Elastomere. Mitunter werden die thermoplastischen Elastomere aufgrund ihres mechanischen Verhaltens im Gebrauchstemperaturbereich auch als eigenständige Werkstoffgruppe klassifiziert.

Polymere können nach der Zahl der Monomere (Grundmonomere) eingeteilt werden in:

  • Homopolymere

Das Polymer besteht nur aus einer Monomereinheit.

Beispiele: Polyethylen (Kurzzeichen: PE)
Polypropylen (Kurzzeichen: PP)
Polyamid (Kurzzeichen: PA)
Polyvinylchlorid (Kurzzeichen: PVC)
  • Copolymere

Die Struktur besteht aus zwei oder mehr Monomereinheiten.

Beispiele: Acrylnitril-Butadien-Styren-Copolymerisate (Kurzzeichen: ABS)
Polyurethan (Kurzzeichen: PUR)
Polyester
Polyamid 66 (Kurzzeichen: PA 66)
Ethylen-Propylen-Random-Copolymerisate

Mischungen aus unterschiedlichen Polymeren und Copolymeren.

Beispiele: PE/PP
PP/EPR
PA6/PA66

Eine weitere Klassifizierung erfolgt bei den Polymeren nach dem Ordnungszustand in

  • amorphe Polymere (ungeordnet)

und

  • teilkristalline Polymere (teilweise geordnet)

Vom Monomer zum Polymer

Der Weg von Monomer zum Polymer erfolgt über die so genannten Bildungsreaktionen oder auch Polyreaktionen, die unter der Voraussetzung von reaktionsfähigen Monomeren nach Aufbrechen der Doppelbindungen zwischen zwei C-Atomen oder durch Ringspaltung ablaufen. Nach der Art der ablaufenden chemischen Reaktionen unterteilt man in drei Klassen:

  • Kettenpolymerisation (Polymerisation)
  • Kondensationspolymerisation (Polykondensation)
  • Additionspolymerisation (Polyaddition)

Polymere aus unterschiedlich gebauten Monomeren nennt man Heteropolymere oder Copolymere (siehe vorn). Bei den meisten Kunststoffen wird das Polymerrückgrat aus Kohlenstoffketten gebildet.

Bezeichnung von Polymeren und Kunststoffen

Zur Bezeichnung von Polymeren bzw. Kunststoffen existieren entsprechende DIN- und ISO-Vorschriften. In DIN EN ISO 1043 [3] werden Kennbuchstaben und Kurzzeichen für Polymere und deren Eigenschaften definiert. Kautschuk und Latices werden mit Kurzzeichen nach DIN ISO 1629 [4] bezeichnet. Die Begriffsbestimmung bei Kunststoff-Formmassen erfolgt nach der DIN 7708 [5].


Literaturhinweise

[1] http://de.wikipedia.org/wiki/Polymer (27.07.2017)
[2] Kaiser, W.: Kunststoffchemie für Ingenieure. Carl Hanser Verlag, München Wien (2006) S. 30–31 (ISBN 3-446-22069-0; siehe AMK-Büchersammlung unter N 12)
[3] DIN EN ISO 1043: Kunststoff-Kennbuchstaben und Kurzzeichen
Teil 1 (2016-09): Basis-Polymere und ihre besonderen Eigenschaften
Teil 2 (2012-03): Füllstoffe und Verstärkungsstoffe
Teil 3 (2017-03): Weichmacher
Teil 4 (2016-09): Flammschutzmittel
[4] DIN ISO 1629 (2015-03): Kautschuk und Latices – Einteilung, Kurzzeichen
[5] DIN 7708-1 (1980-12): Kunststoff-Formmassen Kunststofferzeugnisse – Begriffe (zurückgezogen)
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