Kunststoffe aus Makromolekülen

Versuch Nr. 2: Kaltverstreckbarkeit von Makromolekülen
Versuchsdurchführung:
Ein Perlonfaden, unverstreckt, so wie er heißflüssig als "mono-file" aus der Spinndüse kam, wird
gereckt und an die Stirn gelegt. Man fühlt ebenfalls Temperaturerhöhung (freigewordene
Kristallisationswärme!). Beim Entspannen bleibt die neue Länge auch bei Raumtemperatur erhalten.
Man legt ihn auf eine über 100 o C heiße Wärmeplatte; er büsst einen Teil seiner Länge ein.
Entsorgung : Perlonfaden: Hausmüll (Entsorgungssatz E 3)
Erklärungen:
Unter "Kaltverstreckbarkeit" versteht man die durch Zugreckung bei Raumtemperatur eintretende,
bleibende Dehnung eines linearen Hochpolymeren mit polaren Gruppen. Sie ist ein Charakteristikum
für fadenförmige Polyamide und Polyurethane, die um das 2- bis 5-fache ihrer Länge gestreckt
werden können. Dabei erfolgt eine erhebliche Steigerung der mechanischen Festigkeit.
Lineares Polyamid ist polar. In ungerecktem Zustand liegen seine Moleküle wie beim Kautschuk
durcheinander verknäuelt vor. Beim Strecken erfolgt eine Orientierung der Molekülketten in
Längsrichtung. Der Grad der Kristallinität nimmt zu; Kristallisationswärme wird frei. Beim
Entlasten behält der Faden im Gegensatz zum Kautschuk seine neue Länge bei; er ist
"kaltverstreckbar".
Der Grund für dieses Phänomen liegt in einer während des Reckens entstandenen Neben-
valenzverknüpfung in Form von Wasserstoffbrücken-Bindungen zwischen den polaren CO- und
NH-Gruppen benachbarter Fadenmoleküle (vergl. Abb. 13).
Unter Einfluss stärkerer Erwärmung allerdings wird diese Quasivernetzung durch die gesteigerte
Molekülbewegung aufgehoben; der alte Zustand der Unordung tritt wieder ein, der Faden schrumpft.
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