Polymerlänge

Polymerlänge bezeichnet in der Polymerchemie die Länge einer Polymerkette, also die Anzahl der wiederholenden Baueinheiten eines Polymers. In der Praxis wird sie oft durch den Grad der Polymerisierung (DP) beschrieben. DP ist die Anzahl der Monomereinheiten in einer Kette. Das Verhältnis Mn/M0 liefert DPn, wobei Mn das mittlere Molekulargewicht aller Moleküle und M0 das Molekulargewicht der wiederholenden Einheit ist.

Zusammen mit DPn gibt es DPw (gewichtetes DP). Die Polydispersität PDI ergibt sich aus Mw/Mn und beschreibt die Breite der Verteilung der Kettenlängen. Eine PDI nahe 1 bedeutet eine enge Verteilung, typische Polymere weisen jedoch PDI > 1 auf.

Messmethoden zur Bestimmung der Polymerlänge sind überwiegend chromatographisch oder durch Lichtstreuung und Viskosität. Gel- oder Size-Exclusion Chromatography (SEC/GPC) wird häufig verwendet, oft gekoppelt mit Kalibrierung gegen Referenzverteilungen. Ergänzend kommen Lichtstreuung (static/dynamic), Viskosimetrie und Endgruppenanalyse (z. B. NMR) zum Einsatz, um Mn, Mw, Mz und damit DPn bzw. DPw abzuleiten.

Der Einfluss der Polymerlänge auf Materialeigenschaften ist beträchtlich: Je länger eine Kette, desto höher ist in der Regel die Viskosität, der Schmelzpunkt und die mechanische Festigkeit, während Löslichkeit und Verarbeitbarkeit variieren können. Verschiedene Polymerisationsarten führen zu unterschiedlichen Verteilungen: traditionelle Stufenwachstums- oder Additionspolymerisationen erzeugen oft breite Verteilungen, während sogenannte Living-Polymersationen eine gezielte DP-Steuerung und engere Verteilungen ermöglichen.

Zusammengefasst ist die Polymerlänge eine zentrale Kenngröße, die Struktur und makroskopische Eigenschaften eines Polymers maßgeblich bestimmt.