P i + M P i+1

1. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Pi + M Pi+1 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Pi + Pj Pi+j + L (L ≙ Wasser, MeOH, HCl, …) Pi + Pj Pi+j Monomerverknüpfung

2. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Da bei den Folienvorlagen für diese Vorlesung nicht für alle Abbildungen die Urheberrechte geklärt sind, sind diese Materialien nur für den vorlesungsbegleitenden Gebrauch zu verwenden. Sie sind keineVeröffentlichung und nicht zitierbar!

3. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - (metallkomplex-katalysierte Polymerisation) ionische Polymerisation ringöffnende Polymerisation Bei der oxidativen Polymerisation werden die Monomeren (in der Regel aromatische Verbindungen) mit einem Oxidationsmittel behandelt. Die Produkte werden vernetzt und können so stabilisiert und technisch verwendet werden. Alle Polymerisationsreaktionen sind gekennzeichnet durch die Teilvorgänge: Kettenstart, Kettenwachstum undKettenabbruch Pi + M Pi+1 Polymerisationen

4. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - “Thermische Initiatoren“ N,N-Azobisisobutyronitril (AIBN) Dibenzolyperoxid (BPO) radikalische Polymerisation Kettenstart

5. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Kettenabbruch mit Rekombination R´ R´ Rekombination ohne Rekombination R´ R´ radikalische Polymerisation Kettenwachstum • weiterhin zu beachten • A) Einfluss der Polymerisationstemperatur auf: • mittlere Molmasse • Ausbildung von Seitenketten und deren Länge • Anzahl der verbleibenden Doppelbindungen • B) Gel-Effekt (Trommsdorf-Effekt) bei Umsätzen größer 40 %

6. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - metallkomplex-katalysierte Polymerisation

7. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - 10 nm metallkomplex-katalysierte Polymerisation

8. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 LP-PE ≙ HD-PE (Alkohol) Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - HP-PE ≙ LD-PE >2000 bar nicht katalysierte radikalische Polymerisation mit 0,02 % Sauerstoff als Initiator; wesentliches Problem: Wärmeabfuhr Rohrdurchmesser 2-3 cm Polyethylen

9. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - LLDPE≙linear-low-density PE Durch den Einbau von 5 -12 % α-Olefinen (3 -18 C-Atomen)bilden sich kurze Seitenketten. Die Ausbildung von Kristalliten durch statistische Kurzkettenverzweigungen wird zurückgedrängt; die Dichte ist entsprechend niedrig. Sie liegt im Bereich von LDPE.LLDPE dient der Herstellung von Folien. Polyethylen

10. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -

11. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Bild 3 Polymere 2 Bild 1 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Bild 1 ersetzt wird. Bild 1 n mal Bild 2 Bild 3 Metallocenkatalysator

12. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Zr 90° 45° ansa-Bis(η5-indenyl)-zirconium(IV)-Kation Metallocenkatalysatoren sind hochaktiv und sehr selektiv. So werden bei der Propenpoly-merisation Aktivitäten von mehr als 10000 kgPP/(Zr·h) und Stereoregularitäten von >99 % erreicht. Damit weisen Katalysatoren dieses Typs die Aktivität von Enzymen auf. Metallocenkatalysator Beeinflussung der Stereoregularität durch: - Ausrichtung der Liganden - Drehbarkeit der Liganden - Öffnungswinkel etc.

13. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 - + - + kationische Polymerisation anionische Polymerisation Beispiele der industriellen Anwendung Monomer Repetiereinheit Polymer-Anwendung Beispiele der industriellen Anwendung Monomer Repetiereinheit Polymer-Anwendung Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - - - + + Da bei der ionischen Polymerisation alle wachsenden Ketten die gleiche Ladung am Kettenende tragen und diese Ladungen sich abstoßen, ist ein Abbruch des Kettenwachstums durch Rekombination unwahrscheinlich. Das Kettenwachstum wird erst beendet, wenn das Monomer aufgebraucht ist. Deshalb wurde spricht man hier von “Living Polymers“. Diese zeichnen sich durch eine enge Molekularmassenverteilung aus. ionische Polymerisation

14. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - ringöffnende Polymerisation

15. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Polyamid (Perlon) Im Aufbau ähneln Polyamide den natürlichen Eiweißstoffen, wie z.B. der Seide; jedoch sind sie weitaus reiß- und scheuerfester. Die Anwendungen reichen weit über die Faserherstellung hinaus. Obgleich sie chemisch zu den Harzen gehören, können sie wie Thermoplaste weiterverarbeitet werden. Damit sind auch die Anwendungsbereiche nahezu unbegrenzt: Automobilindustrie, Elektronik und Elektrotechnik, Türgriffe, Präzisionsteile, Folien, chirurgische Instrumente. Formal könnte man sich die Caprolactampolymerisation so vorstellen, dass durch Hydrolyse aus dem Lactam zunächst -Aminocapronsäure entsteht, die dann durch Polykondensation das Polyamid bildet. Das dabei frei werdende Wasser wird sofort neues Lactam hydrolytisch zu Aminocapronsäure aufspalten. Kinetische Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass das Caprolactam überwiegend unter Umamidierung an die wachsende Polymerkette addiert. Dabei dient Wasser als Initiator für die Bildung von geringen Mengen Aminocapronsäure. Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg -

16. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - technisch praktiziert Polymerisation möglich metallkomplex-katalysiert

17. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - OH Verstrecken der Fasern H2O Polykondensation Pi + Pj Pi+j + L

18. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Polyester PET Polyethylenterephthalat + L

19. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - • Reaktion in 3 Stufen: • Dimethylterephthalat + Glycol (im Überschuss) bei 200 °C Oligomer mit 2-4 Repetiereinheiten • Unterdruck und 290 °C Weiterkondensation und Abdestillieren des überschüssigen Glycols • (nach 3-5 Stunden) zähflüssiger Polyester  Düse

20. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Polycarbonat (PC) Verwendung: CD-Audioplatten CD-ROM-Speicher Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Polycarbonat verantwortlich für die Namensgebung weitere Polykondensate

21. C.v.O.-Univ. Oldenburg, MSc-Chemie, Modul Verfahrenstechnik, Werkstoffkunde, Axel Brehm Polymere 2 Polyurethan(PUR) Industrial Chemistry - C.v.O.-University of Oldenburg - Pi + Pj Pi+j Polyaddition