Polymerisierung

Polymerisierung bezeichnet chemische Reaktionen, durch die aus Monomeren Polymere gebildet werden. Die Reaktionen lassen sich grob in zwei Hauptklassen einteilen: Additions- (Ketten)polymerisation und Kondensationspolymerisation.

Bei der Additionspolymerisation, auch Kettenpolymerisation genannt, verknüpfen sich Monomere mit Mehrfachbindungen schrittweise zu langen Ketten, ohne dass bei der Reaktion Nebenprodukte entstehen. Der Ablauf umfasst Initiierung, Propagation und Terminierung. Initiatoren wie Peroxide, AIBN oder Licht erzeugen reaktive Spezies, die die Monomere aktivieren. In der Propagation addieren sich weitere Monomere wieder an die wachsende Kette; die Terminierung beendet die Kette. Es gibt radikalische, anionische und kationische Varianten, teils unterstützt durch Katalysatoren oder Licht. Kettenübertragungen können die Kettenlänge und Verzweigungen beeinflussen. Typische Produkte sind Polyethylen, Polypropylen, PVC und Polystyrol.

Bei der Kondensationspolymerisation reagieren Monomere mit mehreren funktionellen Gruppen unter Abspaltung kleiner Moleküle wie Wasser, Methanol oder Salzsäure. Mehrstufige Reaktionen führen zu Polymeren wie Polyamiden (Nylon), Polyestern (PET) oder Phenol-Formaldehyd-Harzen. Oft entstehen Nebenprodukte, die entfernt oder kondensiert werden müssen.

Eigenschaften der Polymere hängen von Struktur, Kristallinität, Glasübergangstemperatur und Verarbeitbarkeit ab. Polymerisierungstheorien behandeln auch kontrollierte oder „living“ Polymerisation, bei der das Kettenwachstum präzise gesteuert wird. Anwendungen reichen von Kunststoffen über Textilien bis zu Beschichtungen und Harzen.