Polymerchemie: Eine Einführung in Die Chemie Und Physikalische Chemie Der Makromoleküle

ISBN-13: 9783798505148 / Niemiecki / Miękka / 1980 / 226 str.

E. Gruber

Opis

Mehr als die Halfte aller Chemiker arbeiten in ihrer Berufspraxis auf dem Gebiete der Polymerchemie. Dies beruht auf der tiberragenden und noch immer zunehmenden Bedeutung der Polymeren auf allen Gebieten des taglichen Lebens. So wie die biologische Evolution ohne Biopolymere nicht m6glich gewesen ware, so ist auch eine echte Weiterentwicklung der Menschheit, ja sogar ihr wei teres Bestehen, ohne intensive Nutzung von Polymeren nicht denkbar. Allein ihre nahezu unbegrenzte Vielfalt und Anpassungsfahigkeit macht diese StofTe unentbehrlich. Dazu kommt in einer Zeit zunehmender Energieverknappung der Vorteil, daB zu ihrer Herstellung im Verhaltnis zu anderen WerkstofTen viel weniger Energie ben6tigt wird und daB ihr Einsatz im Gebrauch meistens ebenfalls Ener gie sparen hilft. Ais Beispiel daftir soli en nur die warmedammenden Bau stofTe und die gewichtseinsparenden KunststofTe im Fahrzeugbau er wahnt werden. 1m Gegensatz zu der tiberragenden Bedeutung der Polymerchemie in der Praxis und im Berufsleben steht die noch immer recht stiefmtitter liche Behandlung dieses Fachgebietes in der Ausbildung. Ein groBer Teil der ins Berufsleben hinaustretenden, fertig ausgebildeten Chemiker hat kein Fach Makromolekulare Chemie oder Polymerchemie studiert. Er wird erst an seiner Arbeitsstatte angelernt. Diesem Personenkreis und' den Chemiestudenten und Chemotechnikern, die keine schulische Gele genheit hatten, sich tiber die Besonderheiten der Polymeren in Herstel lung, Charakterisierung und Eigenschaften zu informieren, soli das vor liegende Taschenbuch eine erste Orientierungshilfe bieten. Es sollte aller dings aufgrund seines beschrankten Umfangs nicht als Lehrbuch im Kleinformat betrachtet werden.

Spis treści

1. Einleitung.- 2. Aufbau der Polymeren.- 2.1. Grundbegriffe.- 2.2. Struktur einzelner Makromoleküle.- 2.2.1. Kettenbaufbau.- 2.2.2. Copolymermoleküle.- 2.2.3. Verknüpfung der Grundbausteine.- 2.2.4. Taktizität.- 2.2.5. Konformation von Kettenmolekülen.- 2.3. Chemischer Aufbau.- 2.4. Uneinheitlichkeit.- 2.4.1. Darstellung der Uneinheitlichkeit.- 2.4.2. Mittelwerte.- 3. Synthese von Makromolekülen.- 3.1. Polymerisation.- 3.1.1. Radikalische Polymerisation.- 3.1.1.1. Startreaktion.- 3.1.1.2. Wachstumsreaktion.- 3.1.1.3. Abbruchreaktion.- Abbruch durch Rekombination.- Abbruch durch Disproportionierung.- Abbruch durch Übertragung.- 3.1.1.4. Kinetik der Polymerisation.- Kinetische Kettenlänge und Polymerisationsgrad.- Selbstbeschleunigung der Polymerisation.- 3.1.1.5. Thermodynamische Betrachtung.- 3.1.2. Ionische Polymerisation.- 3.1.2.1. Kationische Polymerisation.- 3.1.2.2. Anionische Polymerisation.- Lebende Polymere.- 3.1.3. Koordinative Polymerisation (Ziegler-Natta-Polymerisation).- 3.2. Stufenreaktionen.- 3.2.1. Polykondensation.- 3.2.2. Polyaddition.- 3.2.3. Polymerisationsgrad bei Stufenreaktionen.- 3.2.3.1. Abhängigkeit vom Umsatz.- 3.2.3.2. Verteilungsbreite des Polymerisationsgrads.- 3.2.4. Polyreaktionen mehrfunktioneller Polymerer.- 3.3. Copolymerisation.- 3.3.1. Copolymerisationsgleichung für die radikalische Polymerisation.- 4. Reaktionen an Polymeren.- 4.1. Abbaureaktionen.- 4.2. Reaktionen ohne Abbau.- 4.3. Block- und Pfropfcopolymerisation.- 5. Lösungen von Polymeren.- 5.1. Thermodynamik von Lösungen.- 5.1.1. Beschreibung des Lösungsvorganges.- 5.1.2. Ideale Mischungsentropie.- 5.1.3. Reale Mischungsentropie.- 5.1.4. Mischungsenthalpie (Mischungswärme).- 5.1.5. Thermodynamische Einteilung der Lösungstypen.- 5.1.6. Theoretische Beschreibung des Lösungszustandes und der Löslichkeitsgrenzen.- 5.2. Fällung von Polymeren aus Lösung.- 5.3. Mehrkomponentensysteme (Mischlösungsmittel).- 6. Gestalt von Knäuelmolekülen.- 6.1. Idealisierte Valenzkette.- 6.2. Einfache Valenzwinkelkette mit freier Drehbarkeit.- 6.3. Valenzwinkelkette mit behinderter Drehbarkeit.- 6.4. Valenzwinkelkette mit beschränkter Drehbarkeit und ausgeschlossenem Eigenvolumen.- 6.5. Knäuelaufweitung und Thermodynamik.- 6.6. Kuhnscher Ersatzknäuel.- 6.7. Persistenzmodell.- 6.7.1. Knäuelmoleküle mit einfacher Krümmungspersistenz.- 6.7.2. Knäuel mit Richtungspersistenz.- 6.8. Struktur geladener Knäuelmoleküle.- 6.9. Strukturbildung bei Copolymermolekülen.- 7. Eigenschaften von Polymerlösungen.- 7.1. Kolligative Eigenschaften.- 7.1.1. Dampfdruckerniedrigung.- 7.1.2. Osmotischer Druck.- 7.1.3. Messung des osmotischen Drucks.- 7.1.3.1. Membranosmometrie.- 7.1.3.2. Dampfdruckosmometrie.- 7.2. Transporteigenschaften.- 7.2.1. Diffusion.- 7.2.2. Permeation.- 7.2.3. Sedimentation.- 7.2.4. Elektrophorese.- 7.2.5. Viskosität.- 7.2.5.1. Grundgrößen zur Beschreibung des Fließens.- 7.2.5.2. Viskosität von Lösungen kompakter Teilchen.- 7.2.5.3. Grenzviskositätszahl = Staudinger-Index.- 7.2.5.4. Informationsinhalt des Staudinger-Index.- 7.2.5.5. Staudinger-Index von Knäuelmolekülen und Rotationsellipsoiden.- 7.2.5.6. Scherabhängigkeit der Viskosität.- 7.2.5.7. Elektroviskose Effekte.- 7.2.5.8. Strömungsdoppelbrechung.- 7.2.5.9. Messung der Lösungsviskosität.- 7.3. Optische Eigenschaften.- 7.3.1. Spektrale Eigenschaften.- 7.3.2. Lichtstreuung.- 7.3.2.1. Lichtstreuung an kleinen Teilchen.- 7.3.2.2. Streuung an großen Teilchen.- 7.3.2.3. Konzentrationsabhängigkeit der Streustrahlung.- 7.3.2.4. Streuung von Lösungen verschieden großer Teilchen.- 7.3.2.5. Streuung optisch anisotroper Systeme.- 7.3.3. Röntgen- und Neutronenkleinwinkelstreuung.- 7.3.3.1. Aussagemöglichkeiten der Partikelstreumethoden.- 7.3.4. Optische Asymmetrie (chiro-optische Eigenschaften).- 8. Struktur und Eigenschaften fester Polymerer.- 8.1. Strukturmodelle.- 8.2. Kristalline Phase.- 8.2.1. Charakterisierung und Bestimmung der Kristallgitterdimensionen.- 8.2.2. Kristallitmorphologie.- 8.2.3. Textur der Polymeren.- 8.3. Struktur des „amorphen“ Zustands.- 8.3.1. Glaszustand.- 8.3.2. Plastischer Zustand.- 8.3.3. Gummi-elastischer Zustand.- 8.3.4. Dichtvernetzter Zustand.- 8.4. Struktur fester Mehrkomponentensysteme.- 8.4.1. Polymermischungen (-legierungen).- 8.4.2. Textur fester Copolymerer.- 8.5. Bestimmung der Kristallinität.- 8.5.1. Dichtemessung (Densitometrie).- 8.5.2. Röntgenbeugung.- 8.5.3. Magnetische Breitlinien-Kernresonanz.- 8.5.4. IR-Spektroskopie.- 8.5.5. Reaktionskinetik.- 8.6. Untersuchung der Polymertextur.- 8.6.1. Elektronenmikroskopie.- 8.6.2. Bestimmung der Orientierung durch Röntgenstreuung.- 8.6.3. Optische Doppelbrechung.- 8.6.4. Kleinwinkel-Lichtstreuung.- 9. Phasenübergänge in festen Polymeren.- 9.1. Schmelzen und Kristallisieren.- 9.1.1. Kristallisationskinetik.- 9.2. Glasübergang und andere Phasenumwandlungen zweiter Ordnung.- 9.3. Thermoanalyse (Thermogravimetrie, Differentialthermoanalyse und Differential-Scanning-Kalorimetrie).- 10. Mechanische Eigenschaften von festen Polymeren und Schmelzen.- 10.1. Spannungs-Deformationsverhalten von Festkörpern.- 10.2. Mechanische Eigenschaften von Molekülknäueln.- 10.2.1. Entropieelastizität, Verknäuelungs-Rückstellkraft.- 10.2.2. Verhalten von Molekülknäueln bei dynamischer Beanspruchung.- 10.3. Viskoelastizität.- 10.3.1. Temperaturabhängigkeit der visko-elastischen Eigenschaften.- 10.4. Mechanische Spektroskopie.- 10.5. Thermomechanische Analyse.