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GeleffektZoomA-Z

Fachgebiet - Makromolekulare Chemie

Werden radikalische Substanzpolymerisationen bis zu hohen Umsätzen durchgeführt, so tritt eine starke Zunahme der Polymerisationsgeschwindigkeit ein. Dieses Phänomen wird Geleffekt genannt. Die Ursache dafür ist die hohe Viskosität der Reaktionsmischung, durch die die Beweglichkeit der Polymerketten stark eingeschränkt wird. Die kleinen Monomere können jedoch noch leichter diffundieren, und auch der Zerfall von Initiatormolekülen wird dadurch nicht behindert. Dies führt dazu, dass Kettenabbruch-Reaktionen wie Rekombination und Disproportionierung, bei denen sich zwei wachsende Ketten treffen müssen, benachteiligt werden. Es überwiegen nun die Start- und Wachstumsreaktionen, für die es genügt, wenn Monomermoleküle zu den Radikalen hin diffundieren können. Der Geleffekt wird auch Trommsdorff-, Trommsdorff-Norrish- oder Trommsdorff-Norrish-Smith-Effekt genannt.

Bei sehr hohen Umsätzen erstarrt die Reaktionsmasse glasartig, wodurch sogar die Diffusion der Monomermoleküle behindert wird. Erst dann sinkt die Polymerisationsgeschwindigkeit wieder ab. Man spricht hier vom Glaseffekt.

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Einfluss der DiffusionLevel 230 min.

ChemieMakromolekulare ChemieReaktionsmechanismen

Die eingeschränkte Beweglichkeit der Moleküle im flüssigen bzw. sich verfestigenden Reaktionsgemisch hat den Käfig-, Gel- und Glaseffekt zur Folge. Der Käfigeffekt führt zur Kombination eines Teils der gerade erst entstandenen Starterradikale. Die Auswirkungen werden mit Hilfe der Radikalausbeute quantitativ beschrieben. Bei fortschreitender Polymerisation nimmt die Viskosität des Reaktionsgemisches stark zu. Die Abbruchreaktion und unter bestimmten Bedingungen auch das Kettenwachstum werden diffusionskontrolliert. Dies führt zum Gel- bzw. zum Glaseffekt.