Polymerchemie kompakt: Grundlagen ; Struktur der Makromoleküle ; technisch wichtige Polymere und Reaktivsysteme ; mit 20 Tabellen
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Hirzel
2009
|
| Ausgabe: | 2., überarb. und erg. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Beschreibung für Leser Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIII, 177 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783777616360 |
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Inhaltsverzeichnis
I allgemeiner teil 1
II Grundbegriffe 1
1.1.1 Begriffsbestimmungen 1
1.1.2 Nomenklatur 5
1.1.3 Einteilung der Polymere 6
1.1.4 Grundlagen der Polyreaktion 7
1-2 Radikalische Polymerisation 11
1-2.1 Radikalbildung/Startreaktion 11
1.2.1.1 Thermische Initiatoren 12
1.2.2 Wachstumsreaktion/Abbruchreaktionen 14
1.2.2.1 Kinetische Kettenlänge 16
1.2.2.2 Kettenübertragung 18
1.2.2.3 Lebende radikalische Polymerisation 20
1.2.2.4 Inhibitoren und Verzögerer 20
1.3 Ionische Polymerisation 21
1.3.1 Polymerisationsgrad und Kinetik der ionischen Polymerisation 22
1.3.2 Anionische Polymerisation 23
1.3.2.1 Initiatoren 24
1.3.2.2 Abbruchreaktionen 25
1.3.3 Kationische Polymerisation 25
1.3.3.1 Initiatoren 26
1.3.3.2 Vergleich anionischer mit kationischer Polymerisation 27
1-4 POLYINSERTION 28
1-4.1 Katalysatoren 28
1.4.2 Monomere 29
1.4.3 Mechanismus der Insertionsreaktion 29
14.4 Metathesepolymerisation 32
14.5 Gruppentransferpolymerisation 34
1.5 POLYKONDENSATION UND POLYADDITION 34
1.5.1 Monomere 35
1.5.2 Polymerisationsgrad 35
1.5.3 Polymerverteilung 38
1.5.4 Ringbildung 40
1.5.5 Dendrimere 41
1.5.6 Vernetzende Polykondensation/-addition 42
1.6 COPOLYMERISATION 43
1.6.1 Theorie der Copolymerisation 44
1.6.2 Q,e-Schema 47
1.7 Mischungen von Polymeren (Polymerblends) 49
1.8 Polymerisation durch Strahlung 50
1.8.1 Photoaktive Polymere 51
1.9 Reaktionen von Makromolekülen 51
1.9.1 Reaktionen bei Konstanz von Polymerisationsgrad und Polymer¬
verteilung 52
1.9.2 Isomerisierung 53
1.9.3 Reaktionen unter Erniedrigung des Polymerisationsgrads 53
1.9.3.1 Alterung 56
1.9.4 Reaktionen unter Erhöhung des Polymerisationsgrads 57
2 STRUKTUR UND EIGENSCHAFTEN VON POLYMEREN 58
2.1 Struktur der Polymere 58
2.1.1 Anordnung von Substituenten entlang der Polymerkette 58
2.1.1.1 Konstitution, Konfiguration, Konformation 58
2.1.1.2 Taktizität 59
2.1.2 Konformationen von Polymermolekülen 62
2.1.2.1 Mikrokonformation 62
2.1.2.2 Makrokonformation 64
2.2 Eigenschaften von Polymerverbindungen in flüssiger und
festerphase 67
2.2.1 Flüssiger bzw. gelöster Zustand von Polymeren 67
2.2.1.1 Löslichkeitsparameter 69
2.2.1.2 Flory-Huggins-Theorie 70
2.2.1.3 Osmotischer Druck 71
2.2.1.4 Viskosität verdünnter Lösungen 73
2.2.1.5 Konzentrierte Lösungen 75
2.2.1.6 Methoden zur Viskositätsbestimmung 77
2.2.1.7 Flüssigkristalliner Zustand 78
2.2.2 Fester Zustand von Polymeren 80
2.2.2.1 Kristallisationskinetik 81
2.2.2.2 Mechanische Eigenschaften 83
2.2.2.3 Energie- und Entropieelastizität 84
2.2.2.4 Thermisches Verhalten 86
2.3 Zahlenmittel, Gewichtsmittel, Uneinheitlichkeit und Mol¬
massenverteilung 89
3 TECHNISCHE HERSTELLUNG VON POLYMEREN 93
3.1 Kohlenwasserstoffe 93
3.1.1 Polyäthylen) PE 93
3.1.1.1 Hochdruckpolyethylen LD-PE 94
3.1.1.2 Niederdruckpolyethylen HD-PE und Copolymerisate 95
3.1.2 Polypropylen) PP 96
3.1.3 Poly(l-buten), Poly(isobutylen) und höhere Poly(l-olefin)e 98
3.1.4 Poly(acetylen) 98
3.2 POLYV1NYLVERBINDUNGEN 98
3.2.1 Polystyrol) (PS) 98
3.2.2 Dienpolymerisate aus Butadien, Isopren und Chloropren 100
3.2.2.1 Poly(butadien) 10°
3.2.2.2 Poly(isopren) 102
3.2.2.3 Poly(chloropren) 103
3.2.2.4 Kautschuke 103
3.2.3 Poly(vinylacetat) und Folgeprodukte (Poly(vinylalkohol), Polyvinyl-
acetale) 104
3.2.3.1 Poly(vinylacetat) 104
3.2.3.2 Poly(vinylalkohol) 104
3.2.3.3 Polyvinylacetale 105
3.2.4 Polyvinylether und Poly(N-vinylpyrrolidon) 105
3.2.4.1 Polyvinylether 10^
3.2.4.2 Poly(N-vinylpyrrolidon) PVP 10^
3.2.5 Poly(vinylchlorid) (PVC) j™
3.2.6 Fluorpolymere
33 POLYACRYLATE ®~
3.3.1 Poly(acrylsäure) und Poly(acrolein) jj™
3.3.2 Poly(acrylnitril), Poly( -cyanacrylat) und Poly(acrylamid) 10»
3-3.3 Polyacrylsäureester und Polymethacrylsäureester |^
3.3.3.1 Poly(methylmethacrylat) (PMMA) j"*
3-3.3.2 CopolymerisateaufAcrylat/Methacrylatbasis l
34 KOHLENSTOFF-SAUERSTOFF-KETTEN
34-l Polyacetale "
3.4.1.1 Poly(oxymethylen) in
34-2 Polyether [^
3.4.2.1 Poly(ethylenoxid) H2
34.2.2 Poly(propylenoxid) ]12
3.4.2.3 Poly(tetramethylenoxid)(Poly(tetrahydrofuran)) ^
•4.2.4 Polyphenylenoxide 1,4
35 Polyester und Polycarbonate ;-,";
35-l AB- bzw. AABB-Polyester auf Basis aliphatischer oder aromatischer ^ ^
Carbonsäuren jj4
fAi AB-Polyester ; 114
"-1-2 AABB-Polyester 115
„5_2 Polycarbonate """|! 16
"^ Ungesättigte Polyesterharze j ^
^ Polyamide 117
*-b-1 AABB-Polyamide (PAx.y) H8
3°-2 AB-Polyamide (PAx) "'t\g
3fiV * 0^ -caProlactam) 121
" _3 Polyaramide (aromatische Polyamide) j22
^' Kohlenstoff-Schwefel-Ketten • ¦¦¦¦¦¦¦ Yii
¦ -i\ poly(phenylensulfid) (PPS) "l""' '"Ä^Artäne) 123
\l2 PolyeAersulfone und strukturverwandte Polymere (Polyetherketone). 1^
¦ REAKTIVSYSTEME 124
Vb 1 1 AUcydharze 1124
Ul Rohstoffe
3.8.1.2 Herstellung von Alkydharzen 126
3.8.1.3 Trocknungsverhalten von Alkydharzen 126
3.8.2 Phenolharze 127
3.8.2.1 Resole und Novolake 128
3.8.2.2 Härtung selbstreaktiver Phenolharze (Resole) 129
3.8.2.3 Härtung nicht selbstreaktiver Phenolharze (Novolake) 130
3.8.3 Epoxidharze (EP) 130
3.8.3.1 Aromatische Polyepoxide 130
3.8.3.2 Aliphatische und cycloaliphatische Polyepoxide 132
3.8.3.3 Stickstoff enthaltende Polyepoxide 132
3.8.3.4 Härtung von Epoxidharzen 133
3.8.3.5 Einsatzgebiete von Epoxidharzen als Beschichtungssysteme 135
3.8.4 Polyimide (PI) 135
3.8.4.1 Polymerbildung durch In-situ-Bildung von Imidgruppen 136
3.8.4.2 Polymerbildung durch Verknüpfung Imidgruppen enthaltender
Prepolymere 137
3.8.5 Silikone 138
3.8.5.1 Eigenschaften von Silikonharzen 138
3.8.5.2 Herstellung von Chlorsilanen und Polysiloxanen 138
3.8.5.3 Härtung von Silikonharzen 139
3.8.6 Aminoharze 140
3.8.6.1 Harnstoffharze (Harnstoff-Formaldehydharze) 141
3.8.6.2 Melamin-Formaldehydharze 142
3.8.7 Polyurethane 143
3.8.7.1 Großtechnische Herstellung von Isocyanaten 144
3.8.7.2 Technisch wichtige Diisocyanate 145
3.8.7.3 Basisreaktionen von Isocyanaten 147
3.8.7.4 Oligomerisierungsreaktionen und Prepolymerbildung 150
3.9 Ausrüsten, Konfektioneren, Compoundeeren von
Kunststoffen 151
3.9.1 Stabilisatoren 151
3.9.1.1 Antioxidantien 151
3.9.1.2 Lichtschutzmittel 152
3.9.1.3 Flammschutzmittel 153
3.9.1.4 Wärmestabilisatoren 153
3.9.2 Füllstoffe, Weichmacher 153
3.9.3 Verbundwerkstoffe 154
4 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND
WIEDERVERWERTUNG VON POLYMEREN 156
4.1 Herstellung von Polymerverbindungen 156
4.1.1 Lösungspolymerisation 156
4.1.2 Fällungspolymerisation 157
4.1.3 Substanzpolymerisation (Massepolymerisation) 157
4.1.4 Suspensionspolymerisation (Perlpolymerisation) 157
4.1.5 Emulsionspolymerisation 158
4.1.6 Reaktortypen zur Herstellung von Polymeren 160
4.2 Wiederverwertung von Kunststofferzeugnissen 161
4.2.1 Wertstoffrecycling 162
4.2.2 Rohstoffrecycling 163
4.2.3 Energetische Verwertung 164
5 ANHANG 165
5.1 abkürzungen von polymeren 165
5.2 Sonstige Abkürzungen 166
Literatur 169
Stichwortverzeichnis 171 |
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
I allgemeiner teil 1
II Grundbegriffe 1
1.1.1 Begriffsbestimmungen 1
1.1.2 Nomenklatur 5
1.1.3 Einteilung der Polymere 6
1.1.4 Grundlagen der Polyreaktion 7
1-2 Radikalische Polymerisation 11
1-2.1 Radikalbildung/Startreaktion 11
1.2.1.1 Thermische Initiatoren 12
1.2.2 Wachstumsreaktion/Abbruchreaktionen 14
1.2.2.1 Kinetische Kettenlänge 16
1.2.2.2 Kettenübertragung 18
1.2.2.3 Lebende radikalische Polymerisation 20
1.2.2.4 Inhibitoren und Verzögerer 20
1.3 Ionische Polymerisation 21
1.3.1 Polymerisationsgrad und Kinetik der ionischen Polymerisation 22
1.3.2 Anionische Polymerisation 23
1.3.2.1 Initiatoren 24
1.3.2.2 Abbruchreaktionen 25
1.3.3 Kationische Polymerisation 25
1.3.3.1 Initiatoren 26
1.3.3.2 Vergleich anionischer mit kationischer Polymerisation 27
1-4 POLYINSERTION 28
1-4.1 Katalysatoren 28
1.4.2 Monomere 29
1.4.3 Mechanismus der Insertionsreaktion 29
14.4 Metathesepolymerisation 32
14.5 Gruppentransferpolymerisation 34
1.5 POLYKONDENSATION UND POLYADDITION 34
1.5.1 Monomere 35
1.5.2 Polymerisationsgrad 35
1.5.3 Polymerverteilung 38
1.5.4 Ringbildung 40
1.5.5 Dendrimere 41
1.5.6 Vernetzende Polykondensation/-addition 42
1.6 COPOLYMERISATION 43
1.6.1 Theorie der Copolymerisation 44
1.6.2 Q,e-Schema 47
1.7 Mischungen von Polymeren (Polymerblends) 49
1.8 Polymerisation durch Strahlung 50
1.8.1 Photoaktive Polymere 51
1.9 Reaktionen von Makromolekülen 51
1.9.1 Reaktionen bei Konstanz von Polymerisationsgrad und Polymer¬
verteilung 52
1.9.2 Isomerisierung 53
1.9.3 Reaktionen unter Erniedrigung des Polymerisationsgrads 53
1.9.3.1 Alterung 56
1.9.4 Reaktionen unter Erhöhung des Polymerisationsgrads 57
2 STRUKTUR UND EIGENSCHAFTEN VON POLYMEREN 58
2.1 Struktur der Polymere 58
2.1.1 Anordnung von Substituenten entlang der Polymerkette 58
2.1.1.1 Konstitution, Konfiguration, Konformation 58
2.1.1.2 Taktizität 59
2.1.2 Konformationen von Polymermolekülen 62
2.1.2.1 Mikrokonformation 62
2.1.2.2 Makrokonformation 64
2.2 Eigenschaften von Polymerverbindungen in flüssiger und
festerphase 67
2.2.1 Flüssiger bzw. gelöster Zustand von Polymeren 67
2.2.1.1 Löslichkeitsparameter 69
2.2.1.2 Flory-Huggins-Theorie 70
2.2.1.3 Osmotischer Druck 71
2.2.1.4 Viskosität verdünnter Lösungen 73
2.2.1.5 Konzentrierte Lösungen 75
2.2.1.6 Methoden zur Viskositätsbestimmung 77
2.2.1.7 Flüssigkristalliner Zustand 78
2.2.2 Fester Zustand von Polymeren 80
2.2.2.1 Kristallisationskinetik 81
2.2.2.2 Mechanische Eigenschaften 83
2.2.2.3 Energie- und Entropieelastizität 84
2.2.2.4 Thermisches Verhalten 86
2.3 Zahlenmittel, Gewichtsmittel, Uneinheitlichkeit und Mol¬
massenverteilung 89
3 TECHNISCHE HERSTELLUNG VON POLYMEREN 93
3.1 Kohlenwasserstoffe 93
3.1.1 Polyäthylen) PE 93
3.1.1.1 Hochdruckpolyethylen LD-PE 94
3.1.1.2 Niederdruckpolyethylen HD-PE und Copolymerisate 95
3.1.2 Polypropylen) PP 96
3.1.3 Poly(l-buten), Poly(isobutylen) und höhere Poly(l-olefin)e 98
3.1.4 Poly(acetylen) 98
3.2 POLYV1NYLVERBINDUNGEN 98
3.2.1 Polystyrol) (PS) 98
3.2.2 Dienpolymerisate aus Butadien, Isopren und Chloropren 100
3.2.2.1 Poly(butadien) 10°
3.2.2.2 Poly(isopren) 102
3.2.2.3 Poly(chloropren) 103
3.2.2.4 Kautschuke 103
3.2.3 Poly(vinylacetat) und Folgeprodukte (Poly(vinylalkohol), Polyvinyl-
acetale) 104
3.2.3.1 Poly(vinylacetat) 104
3.2.3.2 Poly(vinylalkohol) 104
3.2.3.3 Polyvinylacetale 105
3.2.4 Polyvinylether und Poly(N-vinylpyrrolidon) 105
3.2.4.1 Polyvinylether 10^
3.2.4.2 Poly(N-vinylpyrrolidon) PVP 10^
3.2.5 Poly(vinylchlorid) (PVC) j™
3.2.6 Fluorpolymere
33 POLYACRYLATE ®~
3.3.1 Poly(acrylsäure) und Poly(acrolein) jj™
3.3.2 Poly(acrylnitril), Poly( -cyanacrylat) und Poly(acrylamid) 10»
3-3.3 Polyacrylsäureester und Polymethacrylsäureester |^
3.3.3.1 Poly(methylmethacrylat) (PMMA) j"*
3-3.3.2 CopolymerisateaufAcrylat/Methacrylatbasis l
34 KOHLENSTOFF-SAUERSTOFF-KETTEN
34-l Polyacetale "
3.4.1.1 Poly(oxymethylen) in
34-2 Polyether [^
3.4.2.1 Poly(ethylenoxid) H2
34.2.2 Poly(propylenoxid) ]12
3.4.2.3 Poly(tetramethylenoxid)(Poly(tetrahydrofuran)) ^
•4.2.4 Polyphenylenoxide 1,4
35 Polyester und Polycarbonate ;-,";
35-l AB- bzw. AABB-Polyester auf Basis aliphatischer oder aromatischer ^ ^
Carbonsäuren jj4
fAi AB-Polyester ; 114
"-1-2 AABB-Polyester 115
„5_2 Polycarbonate """|! 16
"^ Ungesättigte Polyesterharze j ^
^ Polyamide 117
*-b-1 AABB-Polyamide (PAx.y) H8
3°-2 AB-Polyamide (PAx) "'t\g
3fiV * 0^ -caProlactam) 121
" _3 Polyaramide (aromatische Polyamide) j22
^' Kohlenstoff-Schwefel-Ketten • ¦¦¦¦¦¦¦ Yii
¦ -i\ poly(phenylensulfid) (PPS) "l""' '"Ä^Artäne) 123
\l2 PolyeAersulfone und strukturverwandte Polymere (Polyetherketone). 1^
¦ REAKTIVSYSTEME 124
Vb 1 1 AUcydharze 1124
Ul Rohstoffe
3.8.1.2 Herstellung von Alkydharzen 126
3.8.1.3 Trocknungsverhalten von Alkydharzen 126
3.8.2 Phenolharze 127
3.8.2.1 Resole und Novolake 128
3.8.2.2 Härtung selbstreaktiver Phenolharze (Resole) 129
3.8.2.3 Härtung nicht selbstreaktiver Phenolharze (Novolake) 130
3.8.3 Epoxidharze (EP) 130
3.8.3.1 Aromatische Polyepoxide 130
3.8.3.2 Aliphatische und cycloaliphatische Polyepoxide 132
3.8.3.3 Stickstoff enthaltende Polyepoxide 132
3.8.3.4 Härtung von Epoxidharzen 133
3.8.3.5 Einsatzgebiete von Epoxidharzen als Beschichtungssysteme 135
3.8.4 Polyimide (PI) 135
3.8.4.1 Polymerbildung durch In-situ-Bildung von Imidgruppen 136
3.8.4.2 Polymerbildung durch Verknüpfung Imidgruppen enthaltender
Prepolymere 137
3.8.5 Silikone 138
3.8.5.1 Eigenschaften von Silikonharzen 138
3.8.5.2 Herstellung von Chlorsilanen und Polysiloxanen 138
3.8.5.3 Härtung von Silikonharzen 139
3.8.6 Aminoharze 140
3.8.6.1 Harnstoffharze (Harnstoff-Formaldehydharze) 141
3.8.6.2 Melamin-Formaldehydharze 142
3.8.7 Polyurethane 143
3.8.7.1 Großtechnische Herstellung von Isocyanaten 144
3.8.7.2 Technisch wichtige Diisocyanate 145
3.8.7.3 Basisreaktionen von Isocyanaten 147
3.8.7.4 Oligomerisierungsreaktionen und Prepolymerbildung 150
3.9 Ausrüsten, Konfektioneren, Compoundeeren von
Kunststoffen 151
3.9.1 Stabilisatoren 151
3.9.1.1 Antioxidantien 151
3.9.1.2 Lichtschutzmittel 152
3.9.1.3 Flammschutzmittel 153
3.9.1.4 Wärmestabilisatoren 153
3.9.2 Füllstoffe, Weichmacher 153
3.9.3 Verbundwerkstoffe 154
4 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND
WIEDERVERWERTUNG VON POLYMEREN 156
4.1 Herstellung von Polymerverbindungen 156
4.1.1 Lösungspolymerisation 156
4.1.2 Fällungspolymerisation 157
4.1.3 Substanzpolymerisation (Massepolymerisation) 157
4.1.4 Suspensionspolymerisation (Perlpolymerisation) 157
4.1.5 Emulsionspolymerisation 158
4.1.6 Reaktortypen zur Herstellung von Polymeren 160
4.2 Wiederverwertung von Kunststofferzeugnissen 161
4.2.1 Wertstoffrecycling 162
4.2.2 Rohstoffrecycling 163
4.2.3 Energetische Verwertung 164
5 ANHANG 165
5.1 abkürzungen von polymeren 165
5.2 Sonstige Abkürzungen 166
Literatur 169
Stichwortverzeichnis 171 |
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