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Ist ein Makromolekül nur aus einer Monomersorte aufgebaut ist, spricht man von
Homopolymeren, bei Beteiligung von zwei oder mehr verschiedenen Monomeren im
Aufbau der Kette von Copolymeren. Je nach Abfolge der unterschiedlichen
Grundbausteine unterscheidet man zwischen statistischen bzw. alternierenden
Copolymeren, Block- und Propfcopolymeren; siehe Abb. 2-4.
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Abb. 2-4:
Monomerabfolge im Fall von a) Homopolymeren, b) statistischen bzw. c) alternierenden
Copolymeren, d) Blockcopolymeren und e) Propfcopolymeren
Aufgrund der hohen Komplexität und Größe der Makromoleküle ist die Möglichkeit zur
Bildung von hochorientierten Bereichen innerhalb des Polymers, den Kristalliten,
deutlich eingeschränkt oder wird sogar ganz verhindert. Damit ergeben sich je nach
chemischem Aufbau und Konfiguration der Makromoleküle amorphe oder teilkristalline
Bereiche. Ein einfacher und gleichmäßiger Aufbau der Makromoleküle erleichtert die
Bildung von Kristalliten. Aus diesem Grund werden zur Polymerisation, wie zuvor
erwähnt, in vielen Fällen Katalysatoren eingesetzt, die die Bildung einer besonders
regelmäßigen Struktur fördern. Im Fall von Polypropylen handelt es sich dabei meist um
Ziegler-Natta Katalysatoren. In neuerer Zeit werden jedoch auch spezielle Metallocen
Katalysatoren eingesetzt [16,17]. Isotaktische Polymere weisen daher gegenüber
syndiotaktischen und ataktischen Polymeren einen höheren Kristallinitätsgrad, bessere
Barrierewerte, eine größere mechanische Stabilität, höhere Transparenz und
Schmelztemperatur auf. Aufgrund der räumlichen Anordnung der amorphen und
kristallinen Bereiche unterscheidet man zwischen statistischem Knäuel im reinen
amorphen Zustand und Mizellen-, Lamellen- und Nadelkristall im teilkristallinen
Zustand. Entscheidend für die sich ausbildende Struktur und das entstehende Gefüge des
Polymers ist das Wechselspiel zwischen Minimierung der inneren Energie und der
Entropiemaximierung. So stellt einerseits die lineare Makromolekülkette die energetisch
günstigste Anordnung dar. Andererseits wird durch die thermische Aktivierung der
Rotation des Makromoleküls um sein Kohlenstoffgerüst die maximale Entropie erreicht.
Dadurch können sich während des Kristallisationsprozesses verschiedene
supermolekulare Strukturen ausbilden und damit polymere Gefüge unterschiedlicher
Morphologien entstehen. So kommt es bei kristallierfähigen Polymeren wie
Polypropylen bei unterkühlten Schmelzen zur Bildung eines sphärolithischen Gefüge
[18]. Der mittlere Abstand der Kristallitlamellen liegt dabei bei etwa 25 nm [19]. In der