Polymerchemie kompakt

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1 Polymerchemie kompakt Grundlagen - Struktur der Makromoleküle Technisch wichtige Polymere und Reaktivsysteme Von Dr. Martin Brahm, Odenthal Mit 17 Tabellen und 115 Abbildungen S. Hirzel Verlag Stuttgart Leipzig

2 VII Inhaltsverzeichnis 1 ALLGEMEINER TEIL GRUNDBEGRIFFE Begriffsbestimmungen Nomenklatur Einteilung der Polymere Grundlagen der Polyreaktion RADIKALISCHE POLYMERISATION Radikalbildung/Startreaktion Thermische Initiatoren Wachstumsreaktion/'Abbruchreaktionen Kinetische Kettenlänge Kettenübertragung Lebende radikalische Polymerisation Inhibitoren und Verzögerer IONISCHE POLYMERISATION Polymerisationsgrad und Kinetik der ionischen Polymerisation Anionische Polymerisation Initiatoren Abbruchreaktionen Kationische Polymerisation Initiatoren Vergleich anionische und kationische Polymerisation POLYINSERTION Katalysatoren Monomere Mechanismus der Insertionsreaktion Metathesepolymerisation Gruppentransferpolymerisation POLYKONDENSATION UND POLYADDITION Monomere Polymerisationsgrad Polymerverteilung Ringbildung Dendrimere Vernetzende Polykondensation/addition COPOLYMERISATION Theorie der Copolymerisation Q,e-Schema POLYMERISATION DURCH STRAHLUNG Photoaktive Polymere REAKTIONEN VON MAKROMOLEKÜLEN 49

3 VIII Reaktionen bei Konstanz von Polymerisationsgrad und Verteilung Isomer isierung Reaktionen unter Erniedrigung des Polymerisationsgrads Reaktionen unter Erhöhung des Polymerisationsgrads 54 2 STRUKTUR UND EIGENSCHAFTEN VON POLYMERVERBINDUNGEN STRUKTUR DER POLYMERE Anordnung von Substituenten entlang der Polymerkette Konstitution, Konfiguration, Konformation Taktizität Konformationen von Polymermolekülen Mikrokonformation Makrokonformation EIGENSCHAFTEN VON POLYMERVERBINDUNGEN IN FLÜSSIGER UND FESTERPHASE Flüssiger bzw. gelöster Zustand von Polymere Löslichkeitsparameter Osmotischer Druck Viskosität verdünnter Lösungen Konzentrierte Lösungen Flüssigkristalliner Zustand Fester Zustand von Polymeren Mechanische Eigenschaften Energie- und Entropieelastizität Thermisches Verhalten ZAHLENMITTEL, GEWICHTSMITTEL, UNEINHEITLICHKEIT UND MOLMASSENVERTEILUNG 84 3 TECHNISCHE HERSTELLUNG VON POLYMEREN KOHLENWASSERSTOFFE Poly(ethylen) PE Hochdruckpolyethylen LD-PE Niederdruckpolyethylen HD-PE Polypropylen) PP Poly(l-buten), Poly(isobutylen) und höhere Poly(l-olefin)e Poly(acetylen) POLYVINYLVERBINDUNGEN Poly(styrol) (PS) Dienpolymeriesate aus Butadien, Isopren und Chloropren Poly(butadien) Poly(isopren) ; Poly(chloropren) Polyfvinylacetat) und Folgeprodukte (Poly(vinylalkohol), Poly(vinylacetale) Poly(vinylacetat) Poly(vinylalkohol) 97

4 Polyvinylacetale Polyvinylether und Poly(N-vinylpyrrolidon) Polyvinylether Poly(N-vinylpyrrolidon) PVP Polyvinylchlorid) (PVC) Fluorpolymere POLYACRYLATE Poly(acrylsäure) und Poly(acrolein) Poly(acrylnitril), Poly(a-cyanacrylat) und Poly(acrylamid) Polyacrylsäureester und Polymethacrylsäureester Poly(methylmethacrylat) (PMMA) Copolymerisate auf Acrylat/Methacrylatbasis KOHLENSTOFF-SAUERSTOFF-KETTEN Polyacetale Poly(oxymethylen) Polyether Poly(ethylenoxid) Poly(propylenoxid) Poly(tetramethylenoxid) (Poly(tetrahydrofuran)) Polyphenylenoxide POLYESTER UND POLYCARBONATE AB- bzw. AABB-Polyester auf Basis aliphatischer oder aromatischer Carbonsäuren AB-Polyester AABB-Polyester Polycarbonate Ungesättigte Polyesterharze POLYAMIDE AABB-Polyamide (PAx.y) AB-Polyamide (PAx) Poly(e-caprolactam) Polyaramide (aromatische Polyamide) KOHLENSTOFF-SCHWEFEL-KETTEN Poly(phenylensulfid) (PPS) Polyethersulfone REAKTIVSYSTEME Alkydharze Rohstoffe Herstellung von Alkydharzen Trocknungsverhalten von Alkydharzen Phenolharze Resole und Novolake Härtung selbstreaktiver Phenolharze (Resole) Härtung nicht selbstreaktiver Phenolharze (Novolake) Epoxidharze (EP) Aromatische Polyepoxide Aliphatische und cycloaliphatische Polyepoxide 122 IX

5 Stickstoff enthaltende Polyepoxide Härtung von Epoxidharzen Einsatzgebiete von Epoxidharzen als Beschichtungssysteme Polyimide (PI) Polymerbildung durch in-situ-bildung von Imidgruppen Polymerbildung durch Verknüpfung Imidgruppen enthaltender Prepolymere Silikone Eigenschaften von Silikonharzen Herstellung von Chlorsilanen und Polysiloxanen Härtung von Silikonharzen Aminoharze Harnstoffharze (Harnstoff-Formaldehydharze) Melamin-Formaldehydharze Polyurethane Großtechnische Herstellung von Isocyanaten Technisch wichtige Diisocyanate Basisreaktionen von Isocyanaten Oligomerisierungsreaktionen und Prepolymerbildung AUSRÜSTEN, KONFEKTIONIEREN, COMPOUNDIEREN VON KUNSTSTOFFEN Stabilisatoren Antioxidantien Lichtschutzmittel Flammschutzmittel Wärmestabilisatoren Füllstoffe, Weichmacher Verbundwerkstoffe 145 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND WIEDERVERWERTUNG VON POLYMEREN HERSTELLUNG VON POLYMERVERBINDUNGEN Lösungspolymerisation Fällungspolymerisation Substanzpolymerisation (Massepolymerisation) Suspensionspolymerisation (Perlpolymerisation) Emulsionspolymerisation WIEDERVERWERTUNG VON KUNSTSTOFFERZEUGNISSEN Wertstoffrecycling Rohstoffrecycling Energetische Verwertung 153 ANHANG ABKÜRZUNGEN VON POLYMEREN SONSTIGE ABKÜRZUNGEN LITERATUR STICHWORTVERZEICHNIS 159