Ataktische

Ein Polymer (altgriech.: poly, viel; meros, Teil) ist eine chemische Verbindung, die aus Ketten- oder verzweigten Molekülen(Makromolekülen) besteht, die aus gleichen oder gleichartigen Einheiten (den sogenannten Monomeren) bestehen. Das Adjektiv polymer bedeutet entsprechend aus vielen gleichen Teilen aufgebaut.

Definition (im Sinne des Chemikaliengesetzes)

Ein Polymer ist ein Stoff, dessen Moleküle aus verketteten Monomereinheiten bestehen.

Dieser Stoff gilt dann als Polymer

• wenn eine einfache Gewichtsmehrheit von Molekülen mit mindestens drei Monomereinheiten enthalten ist
• welche mit einer weiteren Monomereinheit, oder einem anderen Reaktandenverknüpft sind
• und mittels Atombindung(kovalente oder Elektronenpaarbindung) eine Bindung eingegangen sind.

Ebenfalls gilt ein Stoff als Polymer, wenn davon abweichend

• weniger als eine einfache Gewichtsmehrheit von Molekülen enthalten ist
• welche in einem bestimmten Molekulargewichtsbereichliegen
• wobei die Abweichungen im Molekulargewicht im Wesentlichen auf die Unterschiede in der Anzahl der Monomereinheiten zurückgehen.

Eine Monomereinheit im Sinne dieser Begriffsbestimmung ist die gebundene Form eines Monomers in einem Polymer.

Polymerchemie

Die Kettenbildung, das heißt die Verbindung einzelner Monomere, geschieht durch Polyreaktionen wie z.B. Polymerisation, Polykondensationoder Polyaddition). Dabei verbinden sich die Monomere zu Polymeren.

Polymere aus unterschiedlich gebauten Monomeren nennt man Heteropolymereoder Copolymere.

Die meisten Kunststoffesind Polymere, bei denen der Kohlenstofffür die molekulare Kettenbildung sorgt.

Man unterscheidet isotaktische Polymere, bei denen alle Substituenten einer Polymerkette die gleiche stereoelektronische Konformation haben, wie z.B. isotaktisches Polystyrolmit Konfiguration R-R-R-R-R-... oder S-S-S-S-S-... Bei ataktischen Polymeren sind die Substituenten wahllos geordnet (eine Art Racemat). Als syndiotaktisch bezeichnet man Polymere, deren Substituenten abwechselnd aus R und S bestehen.

Beispiele

• Synthetische Polymere auf Kohlenstoffbasis:
  • PE (Polyethylen)
  • PP (Polypropylen)
  • PVC (Polyvinylchlorid)
  • PS (Polystyrol, besser bekannt in geschäumtem Zustand als Styropor(® BASF AG))
  • PTFE (Polytetrafluorethylen, Handelsname: Teflon(® E. l. Du Pont de Nemours and Company))
  • PMMA (Polymethylmethacrylat, Handelsname: Plexiglas(® Röhm GmbH & Co. KG))
  • PA (Polyamid), zB PA66 (Handelsname: Nylon)
  • Polyester, zu dieser Produktgruppe gehören auch PC (Polycarbonat, Handelsname Makrolon (® Bayer AG)) und PET (Polyethylenterephthalat)
  • Dendrimere; stark verzweigte Strukturen
• Synthetische Polymere auf anderer Basis:
  • Auch das Siliziumist in der Lage, stabile Verbindungen mit sich selbst einzugehen. Dabei entstehen Silikone.
• Biopolymere:
  • Proteine(Enzyme, Haare, Seide)
  • DNA(Erbsubstanz)
  • RNA
  • Kohlenhydrate(Zellulose, Holz, Papier, Stärke, Chitin)
  • Polyhydroxyalkanoate(Biopolyester als Energie- und Kohlenstoff-Speicher von Bakterien)

Ökologische Erwägungen

Gesundheitsrisiken gehen praktisch nie vom Polymer selbst aus.

Ein Beispiel dafür ist das PVC: Erst bei der Verbrennungentsteht das giftige und stark ätzende Gas Chlorwasserstoff, das sich in Wasser unter Bildung von Chlorwasserstoffsäure(Salzsäure) löst. Außerdem entstehen bei Schwelbrändenin größeren Mengen Dioxine. Die Auswirkungen konnte man bei dem Brand des Düsseldorfer Flughafensbeobachten, bei dem die Schadwirkung überwiegend von Kabelummantelungen aus PVC ausging. Das Polymer PVC selbst ist lebensmittelecht und wird auf Grund seiner ausgezeichneten Gasdichtigkeit in der Medizin zum Beispiel für Blutkonservenverwendet.

Weitere Probleme können durch in praktisch jedem Kunststoffgegenstand vorhandene Zusatzstoffe entstehen, beispielsweise Weichmacher. Diese werden überwiegend bei PVC eingesetzt

Polymerphysik

Nach ihren physikalischen Eigenschaften unterteilt man die Polymere in:

1. Die Thermoplaste,
2. die Elastomereund die
3. Duroplaste.

Bei den Thermoplastenunterscheidet man noch zwischen (teil)kristallinenund den amorphenThermoplasten.

Polymerelektronik

Hier werden leitende (elektrisch aktive) Polymere zum Aufbau von polytronischenAnwendungen verwendet. Anders als in der Molekularelektronik wird die Information nicht in einzelnen Molekülen, sondern in verschieden dotierten Volumina verarbeitet.

Solche elektronischen Anwendungen sind beispielsweise:

• Funktionsschichten: UV-Filter
• Displays: OFETs, OLEDs
• RFID-Tags
• Solarzellen
• Sensorenund Aktoren

Weblinks

• VDMA-Polymerelektronik
• Chemischer Hintergrundar:??????

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