Kunststoffe aus Makromolekülen

Verzweigte Polykondensate (s. Kapitel 6.2.) entstehen in Gegenwart von Monomeren mit einer
Funktionalität größer als zwei.
Die Polymerisation (s. Kapitel 6.3.) von Alkenen führt schon bei Anwesenheit von bifunktionellen
Monomeren zu verzweigten Strukturen. Das höherfunktionelle Monomer kann also Anlass zu
Verzweigungen geben. Bei Anwesenheit vieler Verzweigungen in einem Makromolekül kann ein
polymeres Material aus nur einem einzigen Molekül bestehen, das weitgehend vernetzt ist. Diese
höherfunktionellen Monomere werden deshalb auch als Vernetzer bezeichnet. Man spricht im
allgemeinen dann von vernetzten Makromolekülen, wenn diese durch zunehmende Verzweigung in
allen Lösemitteln unlöslich geworden sind. Ein teilvernetztes Polymer hingegen besteht aus löslichen
und unlöslichen Makromolekülen.
Von der Struktur her besteht zwischen verzweigten und vernetzten Makromolekülen nur ein geringer
Unterschied, nämlich die Höhe der Vernetzungsdichte. Abbildung 7a zeigt schematisch drei
verzweigte Makromoleküle. Diese wurden durch Erhöhung der Vernetzungsdichte in vernetzte
Makromoleküle überführt, indem die Anzahl der Verknüpfungspunkte (Abb. 7b) bzw. der
Polymerisationsgrad (Abb. 7c) erhöht wurde.
Dieser strukturelle Unterschied hat jedoch einen dramatischen Einfluss auf das qualitative Verhalten
des Polymers. Das vernetzte Polymer ist in allen Lösemitteln unlöslich; in Abhängigkeit vom
Vernetzungsgrad und der Art des Lösemittels quillt das Polymer bei Lösemittelkontakt nur an (es
saugt das Lösemittel ähnlich wie ein Schwamm auf ).
Es entsteht ein sogenanntes Gel. Der Grad der Quellung nimmt mit steigendem Vernetzungsgrad ab.
Die Erscheinung der Quellung zeigen zwar alle Polymere hohen Polymerisationsgrades, jedoch
gehen unvernetzte Polymere mit der Zeit in viskose Lösungen über, während die Quellung der
vernetzten Polymere scharf begrenzt ist und eine Erhöhung der Lösemittelmenge nur zu einer
separaten Lösemittelphase führt.
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