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Hauptvalenznetzwerke

Hauptvalenznetzwerke

Eine kovalente Vernetzung kann durch radikalische oder ionische Polymerisation, aber auch durch Stufenreaktionen (Polykondensation) erfolgen. Beispiele sind die Copolymerisation von Styrol und Divinylbenzol (radikalisch), die Schwefel-Vulkanisation von Kautschuk (ionisch) oder die Härtung von Phenolharzen (Polykondensation).

Der Vorgang der Vernetzung

Wachsen lineare Polymere an Orten mit reaktiven funktionellen Gruppen innerhalb der Kette weiter, so kommt es zunächst zur Verzweigung. Dies gilt auch noch im Anfangsstadium, wenn Bindungen zwischen zwei verschiedenen Polymermolekülen geknüpft werden. Erst wenn genügend Bindungen zwischen den einzelnen Ketten entstanden sind, bildet sich ein Netzwerk. Man erkennt das daran, dass gelöste Polymere plötzlich unlöslich werden. Der Punkt, an dem in einer Polymerlösung erstmals das Auftreten unlöslicher Gelpartikel beobachtet werden kann, wird als Gelpunkt bezeichnet. Die Gelbildung läuft innerhalb weniger Sekunden bis Minuten ab. Die Vernetzung ist an diesem Punkt noch nicht vollständig; erst im weiteren Verlauf bildet sich das "Riesenmolekül", das alle Primärpolymermoleküle umfasst.

Abb.1

Vom verzweigten zum vernetzten Makromolekül: Zunächst sind alle Moleküle nur mit jeweils einer weiteren Polymerkette verknüpft. Ein Netzwerk entsteht erst, wenn die einzelnen Stränge an mehreren Stellen miteinander verbunden sind. Dies kann durch Erhöhung der Anzahl der Verknüpfungspunkte oder durch Erhöhung des Polymerisationsgrades der linearen Ketten geschehen.

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