Charakteristika von Kondensationspolymeren
Kondensationspolymere bilden sich langsamer als Additionspolymere, erfordern oft Wärme und haben im Allgemeinen ein geringeres Molekulargewicht. Die endständigen funktionellen Gruppen an einer Kette bleiben aktiv, so dass sich Gruppen kürzerer Ketten in den späten Phasen der Polymerisation zu längeren Ketten verbinden. Das Vorhandensein von polaren funktionellen Gruppen an den Ketten verstärkt oft die Ketten-Ketten-Attraktionen, insbesondere wenn diese Wasserstoffbrückenbindungen beinhalten, und damit die Kristallinität und Zugfestigkeit. Die folgenden Beispiele für Kondensationspolymere sind illustrativ.
Beachten Sie, dass für die kommerzielle Synthese die Carbonsäurekomponenten tatsächlich in Form von Derivaten wie einfachen Estern verwendet werden können. Auch laufen die Polymerisationsreaktionen für Nylon 6 und Spandex nicht unter Abspaltung von Wasser oder anderen kleinen Molekülen ab. Dennoch bildet sich das Polymer eindeutig durch einen stufenweisen Wachstumsprozess. Einige Kondensationspolymere
Der Unterschied in Tg und Tm zwischen dem ersten Polyester (vollständig aliphatisch) und den beiden Nylonpolyamiden (5. & 6. Einträge) zeigt die Auswirkung der intrakettigen Wasserstoffbrückenbindung auf die Kristallinität. Der Ersatz von flexiblen Alkylidenbindungen durch starre Benzolringe führt ebenfalls zu einer Versteifung der Polymerkette und damit zu einer Erhöhung des kristallinen Charakters, wie für Polyester (Einträge 1, 2 &3) und Polyamide (Einträge 5, 6, 7 & 8) gezeigt wurde. Die hohen Tg- und Tm-Werte für das amorphe Polymer Lexan stehen im Einklang mit seiner brillanten Transparenz und glasartigen Steifigkeit. Kevlar und Nomex sind extrem zähe und widerstandsfähige Materialien, die in kugelsicheren Westen und feuerfester Kleidung Verwendung finden.
Viele Polymere, sowohl Additions- als auch Kondensationspolymere, werden als Fasern verwendet Die Hauptmethoden, synthetische Polymere zu Fasern zu spinnen, sind aus Schmelzen oder viskosen Lösungen. Polyester, Polyamide und Polyolefine werden in der Regel aus Schmelzen gesponnen, sofern die Tm nicht zu hoch ist. Polyacrylate erleiden einen thermischen Abbau und werden daher aus einer Lösung in einem flüchtigen Lösungsmittel gesponnen. Kaltverstreckung ist eine wichtige physikalische Behandlung, die die Festigkeit und das Aussehen dieser Polymerfasern verbessert. Bei Temperaturen oberhalb der Tg kann eine dickere als die gewünschte Faser gewaltsam auf ein Vielfaches ihrer Länge gestreckt werden; dabei werden die Polymerketten entwirrt und neigen dazu, sich in einer parallelen Weise auszurichten. Dieses Kaltziehverfahren organisiert zufällig orientierte kristalline Domänen und richtet auch amorphe Domänen aus, so dass sie kristalliner werden. In diesen Fällen wird die physikalisch orientierte Morphologie stabilisiert und im Endprodukt beibehalten. Dies steht im Gegensatz zu elastomeren Polymeren, bei denen die gestreckte oder ausgerichtete Morphologie relativ zur amorphen, zufälligen Spulenmorphologie instabil ist.
Diese Kaltziehbehandlung kann auch zur Behandlung von Polymerfolien (z.B. Mylar & Saran) sowie Fasern.
Die Stufenpolymerisation wird auch für die Herstellung einer Klasse von Klebstoffen und amorphen Festkörpern, den Epoxidharzen, verwendet. Hier erfolgt die kovalente Bindung durch eine SN2-Reaktion zwischen einem Nukleophil, meist einem Amin, und einem endständigen Epoxid. Im folgenden Beispiel dient das gleiche Bisphenol A-Zwischenprodukt, das als Monomer für Lexan verwendet wird, als bifunktionelles Gerüst, an das die Epoxidringe gebunden werden. Bisphenol A wird durch die säurekatalysierte Kondensation von Aceton mit Phenol hergestellt.
