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Molekulare Ordnung - Kristalliner und amorpher Zustand

Molekülkristalle

Nur wenn sich die einzelnen Polymerketten einander gut annähern können, sind Polymere zur Kristallisation fähig. Beispielsweise können die langen, wenig verzweigten Molekülketten von nicht vernetzten Thermoplasten sowohl geordnet als auch ungeordnet vorliegen und somit kristalline oder amorphe Festkörper bilden. Hochgeordnete Kristalle würden sich ergeben, wenn die Molekülketten ausgestreckt gestapelt werden könnten.

Abb.1
Kristall aus Molekülketten

Die Anordnung der Ketten in amorphen Polymeren variiert jedoch entsprechend der Vielfalt im chemischen Aufbau der Moleküle. Die meisten Molekülketten liegen nicht ausgestreckt, sondern gefaltet vor. Deshalb kommt eine durchweg kristalline Ordnung selten vor.

Abb.2
Gefaltete Polymerkette

Einige wenige Kunststoffe besitzen aufgrund der Steifigkeit der Moleküle die Fähigkeit, sich mit langgestreckten Ketten parallel zueinander anzuordnen (z.B. Nomex, Kevlar). Die meisten technisch wichtigen thermoplastischen oder faserbildenden Polymere liegen unter den Bedingungen ihrer Anwendung in teilkristalliner Form vor. Nur ein Teil der Molekülketten ordnet sich beim Feststoff und bildet eine Kristallstruktur aus, der Rest liegt amorph vor.

Abb.3
Amorphe und kristalline Bereiche
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