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Polymeranaloge Reaktionen

Beispiel Polyvinylalkohol (PVA)

Die Verseifung oder Umesterung von Polyvinylacetat (PVAc) zu Polyvinylalkohol (PVA) stellt eine typische polymeranaloge Reaktion dar.

Abb.1
Verseifung von Polyvinylacetat

Das durch solche Reaktion erhaltene PVA besitzt den gleichen mittleren Polymerisationsgrad wie das Edukt und lässt sich zum ursprünglichen PVAc reacetylieren. Polyvinylalkohol ist wegen der Keto-Enol-Tautomerie des Monomers nicht durch direkte Polymerisation des Monomers Vinylalkohol zugänglich.

Abb.2
Keto-Enol-Tautomerie von Vinylalkohol

Die basische Verseifung erfolgt dabei blockförmig. Saure Verseifung ist auch möglich. Hier sind die OH-Gruppen statistisch verteilt.

PVA wird technisch für Farben, Fasern, als Emulgator und Schutzkolloid verwendet.

Ataktischer PVA löst sich außerordentlich leicht in beliebiger Konzentration in Wasser. Wird eine solche Lösung durch eine Spinndüse in ein Fällbad (z.B. eine alkoholische Lösung) gepresst und der entstandene Faden beim Aufspulen auf ein Mehrfaches seiner ursprünglichen Länge verstreckt, so wird durch eine Parallelorientierung der Molekülketten die intermolekulare Ausbildung von Wasserstoff-Brücken entlang der PVA-Ketten ermöglicht:

Abb.3
Schematische Darstellung der Wasserstoff-Brücken im Poly(vinylalkohol)

Die erhaltene PVA-Faser löst sich unter Zug auch in warmen Wasser nicht mehr auf. Erst bei Siedetemperatur wird die Wärmebewegung der Makromolekülketten so stark, dass die Parallelorientierung der Ketten gestört wird. Die Wasserstoff-Brückenbindungen zwischen den Ketten werden geschwächt, an ihre Stelle treten Wassermoleküle in Wechselwirkung mit den OH-Gruppen des PVA, die Vernetzung wird aufgehoben, die Molekülkette solvatisiert - der PVA-Faden löst sich auf.

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