Kunststoffe aus Makromolekülen

Definitionsgemäß bezeichnet man einen Körper als kristallin, wenn sich seine elementaren Bausteine,
z.B. Grundmoleküle, in drei nicht in einer Ebene liegenden Raumrichtungen in regelmäßigen
Abständen wiederholen. Durch drei nicht koplanare Vektoren wird ein Raumgitter festgelegt, durch
dessen Gitterpunkte sich zahlreiche zueinander parallele Netzebenen legen lassen. Man kann einen
Körper nur dann als kristallin bezeichnen, wenn solche Netzebenen existieren.
In der Natur sind solche Kristallsysteme am meisten verbreitet, die sich auf die kubisch oder
hexagonal dichteste Kugelpackung von Elementarteilchen zurückführen lassen. Die Kompliziertheit
der Bindungskräfte und die Existenz der gerichteten Bindungen lassen bei den synthetischen
Hochpolymeren im Gegensatz zu den anorganischen Kristallen wesentlich verwickeltere Strukturen
entstehen. Es herrschen monokline, rhombische und trikline Kristallformen vor.
Bei makromolekularen Stoffen befinden sich im kristallisierten Zustand die Atome der parallel (wie
Streichhölzer in einer Schachtel) gelagerten Molekülketten abschnittsweise in kristalliner Ordnung.
Sie besetzen die Gitterpunkte eines Kristallgitters. Die Ketten liegen dabei meist in Lamellen oder
Netzebenen, die durch Nebenvalenzkräfte zusammengehalten werden.
Die Kristallbildung wird durch die Struktur der Monomereinheiten und durch die Art der
Polymerisation bzw. Polykondensation festgelegt. Sind die entstandenen Makromoleküle verknäuelt
oder verfilzt, so wird auch bei der Lösung in beliebigen Lösemitteln und beim Schmelzen die
Verknäuelung kaum verschwinden. Das Molekül "schwimmt" unter Einlagerung von Lösemitteln
und scheidet sich dann als Ganzes beim Verdunsten oder der Extraktion des Lösemittels oder beim
Abkühlen aus, wobei die ursprüngliche Gestalt nahezu erhalten bleibt.
Polyamide kristallisieren teilweise beim raschen Abkühlen zum Beispiel in einer Spritzguss-
maschine. Durch Zusatz von Keimbildnern lässt sich dieser Anteil erhöhen und die Größe der
Kristallite beeinflussen. Die Temperaturbeständigkeit der Polyamide liegt in einem hohen
Kristallinitätsgrad begründet.
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