zum Directory-modus

Tutorial MenueStufenreaktionenLerneinheit 2 von 17

Einführung in die Polykondensation

Methoden der Polykondensation

Schmelzpolykondensation

Die Edukte werden in der Schmelze ohne Lösungsmittelzusatz umgesetzt. Um das Kondensationsgleichgewicht zugunsten des Produkts mit hohen Molmassen zu verschieben, wird das entstehende Nebenprodukt kontinuierlich aus dem Ansatz entfernt. Zumeist geschieht das durch Abdestillieren. Gegen Ende der Reaktion jedoch steigt die Viskosität der Schmelze stark an, so dass man oft sowohl Vakuum anlegt als auch die Temperatur steigert.

Lösungspolykondensation

Die Reaktion wird in homogener Lösung durchgeführt. Der Vorteil ist hier die vergleichsweise geringere Viskosität des Ansatzes und somit die leichtere Abtrennung des Nebenprodukts. Ein Spezialfall der Lösungskondensation ist die Azeotropdestillation mit Schleppern (z B. Wasser als Reaktionsnebenprodukt in Toluol). Dabei wird die höhere Flüchtigkeit des Nebenprodukt-Lösungsmittel-Azeotrops zur Abtrennung genutzt. Nach dem Abkühlen entmischt sich das übergehende Destillat und der Schlepper wird zurückgeführt.

Abb.1
Lösungspolykondensation von Poly(1,6-hexansuccinat)

Praktikumsversuch: In einer Umlaufapparatur mit Wasserabscheider wird ein linearer Polyester aus Bernsteinsäure und 1,6-Hexandiol hergestellt. Die Einwaagen betragen 150 mg p-Toluolsulfonsäure (Katalysator), 5,99 g (0,05 mol) 1,6-Hexandiol und 5,91 mg (0,05 mol) Bernsteinsäure. Die p-Toluolsulfonsäure und die Bernsteinsäure werden zusammen mit 100 mL Toluol in einen Zweihals-Rundkolben gegeben und so lange unter Rückfluss gekocht, bis sich die Säure vollständig aufgelöst hat. Anschließend wird das 1,6-Hexandiol in 30 mL Toluol gelöst, erwärmt und zugeben. Die Mischung wird 5 bis 6 Stunden unter Rückfluss erwärmt. Das entstandene Polymer wird in Methanol gefällt.

Grenzflächenpolykondensation

Die Reaktion vom Typ AA-BB erfolgt an der Grenzfläche zweier nicht mischbarer Phasen. Dieses Verfahren eignet sich besonders für thermisch wenig belastbare Ausgangsverbindungen oder sehr hochschmelzende Polykondensate. Die Komponenten werden dabei getrennt in zwei nicht bzw. nur teilweise mischbaren Lösungsmitteln gelöst. Eine Lösung wird vorsichtig mit der anderen überschichtet. Die Polykondensation kann nur an der Grenzfläche der beiden flüssigen Phasen stattfinden, wobei der momentan entstehende Polymerfilm ein weiteres Zusammendiffundieren der Reaktionspartner verhindert. Die Polykondensation kann erst dann weiter ablaufen, wenn der Polymerfilm von der Grenzfläche entfernt wird. Dadurch kann das Verfahren kontinuierlich gestaltet werden. Wird der Polymerfilm abgehoben, so bildet sich sofort neues Polymer an der Grenzschicht nach. Dieses kann in Form eines "Fadens" (eigentlich eines Schlauches) abgezogen und aufgewickelt werden.

Abb.2
Grenzflächenpolykondensation von Polyamid 66 (Nylon)

Praktikumsversuch: In einem Becherglas wird eine Lösung von 1,5 mL Adipinsäuredichlorid in 50 mL Tetrachlorkohlenstoff vorgelegt. Diese Mischung wird langsam mit einer Lösung von 2,2 g α,ω-1,6-Hexamethylendiamin und 4.0 g Natriumcarbonat in 60 mL Wasser überschichtet. Der Polymerfilm, der sich an der Phasengrenze bildet, wird mit einer Pinzette aufgenommen und um einen Glasstab gewickelt. Der Glasstab ist in einem KPG-Rührmotor eingespannt. Durch langsame Drehung des Glasstabes wird der Polymerfilm kontinuierlich von der Grenzfläche abgezogen und als Faden (eigentlich ein dünner Schlauch) aufgewickelt.

Seite 3 von 4