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Physikalische Netzwerke

Physikalische Netzwerke I

Physikalische Netzwerke sind dadurch gekennzeichnet, dass die Vernetzung reversibel ist. Dies ermöglicht z.B. ein Aufbrechen der Vernetzungsstellen beim Erwärmen. Dadurch werden die Materialien anders als kovalent vernetzte Duromere und Elastomere thermoplastisch verformbar. Ein weiterer Unterschied zwischen kovalenten und physikalischen Netzwerken ist, dass letztere nicht in allen Flüssigkeiten quellen, sondern sich auflösen, wenn es zu Wechselwirkungen zwischen den Molekülen der fluiden Phase und den Vernetzungsstellen kommt.

Mikrophasenseparierung

Physikalische Netzwerke bestehen z.B. aus Blockcopolymeren, deren Bestandteile nicht miteinender mischbar sind. Es bilden sich separierte Mikrophasen. Neigt die eine "Sorte" der Blöcke zur Ausbildung von kristallinen Strukturen, so wirken diese harten Domänen als Vernetzungsstellen. Dies ist oft der Fall, wenn sich Wasserstoff-Brücken bilden, die versteifend wirken. Bleibt die andere Phase weich und beweglich, so bildet sich ein Elastomer.

Da die kristallinen Domänen beim Erwärmen "schmelzen", sind diese Werkstoffe thermoplastisch verformbar. Man nennt sie thermoplastische Elastomere. Ein Beispiel sind auch die Polyurethan-Elastomere.

Wasserstoff-Brücken

Vor allem bei Biopolymeren spielen Wasserstoff-Brückenbindungen eine entscheidende Rolle: Sie sind für die Ausprägung der Sekundärstrukturen von Proteinen (α-Helix oder β-Faltblatt) und den Zusammenhalt der beiden Helices im DNA-Molekül entscheidend. Auch die Bildung von Enzym-Substat-Komplexen wäre ohne sie nicht denkbar.

Auch in Polyamidfasern wie Nylon, Perlon und Kevlar tragen Wassersoff-Brückenbindungen zur Stabilität der Materialien bei.

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