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Tutorial MenueKompaktkurs Makromolekulare Chemie am Beispiel von PolystyrolLerneinheit 6 von 6

Industrielle Verarbeitung von Polymeren

Aktivierung - Vernetzung

Während Thermoplaste im Allgemeinen bei der Verarbeitung keine größere chemische Reaktion mehr durchlaufen, finden bei etlichen anderen Polymeren noch chemische Reaktionen statt. Dabei handelt es sich um Polymerisation und Vernetzung wie auch die Konvertierung von niedermolekularen Systemen in hochmolekulare mit einer relativ starren dreidimensionalen Struktur. Diese Systeme (im engl. thermosetting resins oder thermosets) werden in drei verschiedene Klassen unterteilt, wobei sie sich in der Verarbeitung grundlegend unterscheiden.

Temperaturaktivierbare Systeme

Die meisten temperaturaktivierbaren Systeme werden als Granulat oder Pulver verarbeitet. Die Temperaturerhöhung führt zu einer Erweichung des Materials, das damit verformt werden kann. Je länger das System der erhöhten Temperatur ausgesetzt ist, desto mehr chemische Reaktionen laufen ab. Infolge der nun stattfindende Vernetzung entsteht ein starres dreidimensionales Netzwerk. Es wird eine verhältnismäßig hohe Temperatur (150 °C bis 300 °C) und ein hoher Druck für die Verformung benötigt. Daher handelt es sich hierbei um kostenintensive Prozesse.

Typische temperaturaktivierbare Systeme sind Phenoplaste, Aminoplaste, bestimmte ungesättigte Polyester sowie einige Epoxide und Polyimide.

Katalysatoraktivierbare Systeme

Hierbei handelt es sich um stabile Systeme, die nach Zugabe des Katalysators zu reagieren beginnen. Im Verlauf der Reaktion bildet sich eine feste, dreidimensionale Struktur aus. Über Art und Menge des Katalysators lässt sich die Geschwindigkeit der Reaktion kontrollieren. Einige durch Katalysatoren aktivierbare Systeme reagieren bereits bei Raumtemperatur. Die vernetzende Reaktion ungesättigter Polyester mit Styrol, initiert durch einen Redoxkatalysator, ist ein repräsentatives Beispiel hierfür.

Durch Rühren aktivierbare Systeme

Hierbei handelt es sich um zwei Flüssigkeiten, die miteinander reagieren, sobald sie gemischt werden. Die Reaktion von flüssigen α,ω-Diolen mit flüssigen α,ω-Diisocyanaten zu Polyurethanen ist dafür ein Beispiel.

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