Polykondensation

Guten Tag und herzlich willkommen!

In diesem Video geht es um die Polykondenstation für den Leistungskurs. Das Video gehört zur Reihe Kunststoffe. Als Vorkenntnisse solltest du bereits Videos über Polymerisation gesehen haben. Du weißt, was Aromaten sind, weißt über Veresterung Bescheid und hast Vorstellungen über die Peptidbindung. Mein Ziel ist es, dir in diesem Video eine Übersicht über die Polykondensation und wichtige Beispiele dafür zu geben.

Das Video ist unterteilt in 8 Abschnitte: 1. Das erste Polykondensat 2. Polyester 3. Polyamide 4. Phenoplast 5. Aminoplaste 6. Epoxidharze 7. Silicone und 8. eine Übersicht.

  1. Das erste Polykondensat

Im Jahre 1872 brachte der deutsche Chemiker Adolf von Baeyer Phenol und Formaldehyd zur Reaktion. Er erhielt einen Kunststoff von orangener, roter oder schwarzer Farbe. Bei der Reaktion wird Wasser frei. Es ist eine Kondensation. Heute nennen wir solche Reaktionen Polykondensationen. Nach Leo Hendrik Baekeland wurde der Kunststoff Bakelit bezeichnet.

1. Polyester

Polyester entstehen durch fortlaufende Veresterung. Es reagiert Terephtalsäure mit einem zweifachen Alkohol. Eine Hydroxygruppe und ein Wasserstoffatom vereinigen sich zu einem Wassermolekül. Es ist eine Kondensation. Das Reaktionsprodukt weist die Estergruppe auf. Es ist ein Ester. Dieser kann mit einem weiteren Molekül Terephtalsäure reagieren. Schritt für Schritt reagieren die beiden Ausgangsstoffe miteinander. Es kommt zur Polykondensation. Es entsteht ein Diester. Im Ergebnis entsteht ein Makromolekül von dieser Struktur. Der Polyester hat sich gebildet. Die Formel des Polyesters kann man auch so aufschreiben. Aus Polyester entstehen dieses Kleid und diese Matte. Mit Zweitstoffen verstärkte Polyester sind wertvolles Bau- und Konstruktionsmaterial.

1. Polyamide

Polyamide haben Ähnlichkeit mit diesem Peptid. Die Peptidbindung macht es elastisch und zugfest. In unserem Beispiel ist der eine Reaktionspartner Adipinsäure. Der zweite Partner ist Hexamethylendiamin. Bei der Reaktion beider wird Wasser frei. Es ist eine Kondensation. Es bildet sich eine Amidbindung, die mit der Peptidbindung identisch ist. Die entstandene Verbindung ist ein Amid. Die Reaktion kann man fortsetzen. Es kommt zur Polykondensation. Das entstandene Polyamid hat diese Struktur. Dieses Polyamid heißt Nylon. Bereits 1938 wurden 5 Millionen Paar Strümpfe daraus gefertigt. Auch heute werden noch Nylonstrümpfe hergestellt. Spezielle und verstärkte Polyamide werden für die Tragflächen von Flugzeugen verwendet.

1. Phenoplast

Das ist die eingangs vorgestellte Reaktion. Es reagiert Phenol mit Formaldehyd. Im ersten Schritt findet eine Vereinigung statt, im zweiten Schritt reagiert Phenol mit dem entstandenen Molekül. Wasser wird frei. Es ist eine Kondensation. Durch Fortführung dieser Reaktion ergibt sich eine Polykondensation. Das entstandene Molekül besitzt besondere Stellen. Das sind aktive Positionen, die eine Verzweigung und Vernetzung des Makromoleküls möglich machen. Ein Ausschnitt aus dem Kunststoffmolekül sieht so aus. Erinnert euch, dieser Kunststoff heißt Bakelit. Es gibt viele Anwendungen, hier zum Beispiel als Pistolengriff oder für viele Gehäuse.

1. Aminoplaste

Hier reagiert zum Beispiel Harnstoff mit Formaldehyd. Wasser wird frei. Es ist eine Kondensation. Das ist das entstandene Molekül. Bei Fortsetzung der Reaktion kommt man zur Polykondensation. Der Ausschnitt aus einem Kunststoffmolekül sieht in etwa so aus. Eine ähnliche Reaktion findet statt, wenn man anstelle des Harnstoffs Melamin verwendet. Aminoplaste verwendet man vor allem in der Holzindustrie zum Kleben und Verbinden. Geschirr in modernen Haushalten besteht häufig aus Aminoplasten.

1. Epoxidharze

Bisphenol A reagiert hier mit Epichlorhydrin. Das entstandene Molekül mit sich wiederholender Einheit sieht so aus. Bei der Reaktion wird Chlorwasserstoff frei. Auch hier spricht man von einer Polykondensation. Epoxidharze haben eine breite Verwendung: in der Raumfahrt, bei Segelflugzeugen, als Faserverbundwerkstoff, im Motorsport und als Isoliermaterial.

1. Silicone

Silicone kann man aus dieser Siliziumverbindung herstellen. Es handelt sich um ein substituiertes Silan. Durch Wasserzugabe entsteht ein Silandiol. Dieses spaltet Wasser ab. Es kommt zur Polykondensation. Das entstandene Makromolekül sieht geschrieben als Wiederholung der Grundeinheiten so aus. Es handelt sich um ein Polysiloxan. Man nennt es auch Silicon. Wir treffen Silicone in dieser Bürste, in dieser Computertastatur und auch in den verschiedenen Backformen, die aus Gummi zu sein scheinen.

1. Übersicht

Bei der Polykondensation schließen sich Moleküle unter Abspaltung von Wasser oder Chlorwasserstoff zusammen. Phenol und Formaldehyd ergeben Bakelit. Terephtalsäure und Ethylenglykol ergeben einen Polyester. Adipinsäure und Hexamethylendiamin ergeben ein Polyamid. Harnstoff und Melamin reagieren mit Formaldehyd zu Aminoplasten. Aus Silandiolen entstehen Silicone. Bisphenol A und Epichlorhydrin reagieren zu Epoxidharzen.

Ich danke für die Aufmerksamkeit. Alles Gute, auf Wiedersehen!