Polymerkonzentration

Polymerkonzentration bezeichnet die Menge eines Polymers in einem Trägermedium oder Gemisch. In Lösungen wird sie meist als Gewichtsanteil des Polymers am Gesamtsystem (Massenfraktion, w/w) oder als Gewicht pro Volumen angegeben (z. B. g Polymer pro Liter Lösung). In Schmelzen und Gelen spricht man von der Polymerverteilung bzw. der Volumenfraktion des Polymers im System.

Übliche Einheiten sind Gewichtprozent (wt%), Massenfraktion (w/w) und w/v. Molarität (M) ist für Polymere weniger gut definiert, da Polymere aus vielen Ketten bestehen; sie kann jedoch mit einer effektiven Molmasse verwendet werden. Konzepte wie c* (Überlappungskonzentration) und c_e (Entanglement-/Vernetzungsbereich) helfen, das Verhalten von Lösungen zu beschreiben.

Mit zunehmender Konzentration steigen Viskosität und Wechselwirkungen der Polymerketten. Ab der Überlappungskonzentration c* treten Kettenüberlappung und Verflechtungen auf, was zu semidiluten bzw. entangled Regimen führt. In Gelvorgängen ist oft ein kritischer Wert erforderlich, um Vernetzung zu erreichen. In Schmelzen beeinflusst die Konzentration Verarbeitungseigenschaften und mechanische Eigenschaften.

Anwendungen reichen von Forschung und Entwicklung in Chemie und Materialwissenschaften bis hin zu Biotechnologie und Lebensmitteltechnik. Typische Messmethoden umfassen Gravimetrie (Gewicht), Refraktometrie, viskometrische Messungen und, in manchen Fällen, UV/Vis- oder NMR-Spektroskopie zur Bestimmung des Polymeranteils. Die korrekte Bestimmung ist essenziell für Design und Verarbeitung von Polymerprodukten.