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Copolymerisationsgleichung, Copolymerisationsdiagramm, Q-e-Schema

Einleitung

Definition
Als Copolymerisation bezeichnet man die Polymerisation, bei der zwei oder mehrere verschiedenartige Monomere in einer Polymerkette eingebaut werden. In der älteren Literatur wird die Copolymerisation auch Heteropolymerisation, Mischpolymerisation oder auch englisch "interpolymerization" genannt.
Definition
Copolymere sind also Makromoleküle, die mehr als ein Monomer als Grundbaustein enthalten.

In der Technik ist die Copolymerisation von außerordentlicher Bedeutung, da sie die Möglichkeit bietet, die Eigenschaften des entstehenden Polymers in viel größerem Umfang zu variieren, als dies bei der Homopolymerisation möglich ist. Copolymere vereinen nicht nur die Eigenschaften der entsprechenden Homopolymere. Zum Beispiel sind Polyethylen und Polypropylen Thermoplaste, das entsprechende Copolymer dagegen ein Elastomer. Polystyrol als Homopolymerisat ist ein sprödes Material, das nur wenig Lösemittelresistenz aufweist. Durch Copolymerisation mit Butadien ergibt sich ein Polymer mit elastischen Eigenschaften. Styrol-Acrylnitril-Copolymerisate (SAN) zeigen eine gute Lösemittelbeständigkeit. Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS) werden als Verbundwerkstoffe für hohe Dauerbelastungen eingesetzt, z.B. als Antriebswellen im Automobilbau.

Die Eigenschaften des Polymers lassen sich über Art, Verhältnis und Anordnung der Monomere gezielt beeinflussen.

Abb.1
Einteilung der Makromoleküle nach Anzahl und Anordnung der Monomerbausteine

Je nach Anordnung der Comonomere im Copolymer unterscheidet man statisische, alternierende, blockförmige und gepfropfte Copolymere (Block- und Pfropf-Copolymere).

Abb.2
statistisches Copolymer
Abb.3
alternierendes Copolymer
Abb.4
Blockcopolymer
Abb.5
Pfropfcopolymer

Statistische und alternierende Copolymere werden durch radikalische Polymerisation hergestellt.

Block- und Pfropfcopolymere sind durch radikalische sowie ionische Polymerisation zugänglich. Pfropfcopolymere werden auch durch nachträgliches Anpolymerisieren (Pfropfen) eines zweiten Monomers an das vorhandene Homopolymer erzeugt (grafting from und grafting onto). Die Seitenketten können aber auch durch simple Kondensationsreaktion mit der Hauptkette des Polymers verknüpft werden.

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