Direkt zum Inhalt

Pfadnavigation

  1. Startseite
  2. Chemie Abitur
  3. 10 Anwendungen der Chemie
  4. 10.1 Werkstoffe
  5. 10.1.1 Aufbau und Bildung synthetischer organischer Polymere
  6. Polyaddition

Polyaddition

Bei der Polyaddition reagieren Monomere, die zwei oder mehr funktionelle Gruppen aufweisen, miteinander zu Makromolekülen, wobei es bei der Bindungsknüpfung zur Umlagerung eines Wasserstoffatoms kommt. Im Gegensatz zur Polykondensation entstehen hierbei keine Reaktionsnebenprodukte.
Wichtige Polyaddukte, d.h. Polymere, die durch Polyaddition hergestellt wurden, sind Epoxidharze, Polyurethane und Polyharnstoffe.

Schule wird easy mit KI-Tutor Kim und Duden Learnattack

  • Kim hat in Deutsch, Mathe, Englisch und 6 weiteren Schulfächern immer eine von Lehrkräften geprüfte Erklärung, Video oder Übung parat.
  • 24/7 auf Learnattack.de und WhatsApp mit Bildupload und Sprachnachrichten verfügbar. Ideal, um bei den Hausaufgaben und beim Lernen von Fremdsprachen zu unterstützen.
  • Viel günstiger als andere Nachhilfe und schützt deine Daten.
Jetzt 30 Tage risikofrei testen
Your browser does not support the video tag.

Polyurethane, Polyharnstoffe und Epoxidharze werden durch Polyadditionsreaktionen hergestellt. Als Monomere dienen Verbindungen, die mindestens zwei funktionelle Gruppen aufweisen. Werden diese miteinander verknüpft, wird ein Wasserstoffatom umgelagert, es findet aber im Gegensatz zur Polykondensation keine Abspaltung von niedermolekularen Verbindungen wie Wasser oder Chlorwasserstoff statt.

Polyurethane

Urethane sind Amide der Kohlensäure. Als Monomere für die Herstellung von Polyurethane n werden Diisocyanate und Diole eingesetzt, die in einer Polyadditionsreaktion über Urethan-Brücken (- NH - CO - O -) miteinander verknüpft werden. Dabei wird die Hydroxy-Gruppe an die Isocyanat - Gruppe (- N = C = O) addiert, und zwar ausschließlich an die Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung, sodass eine neue Bindung zwischen dem Sauerstoffatom der Hydroxy-Gruppe und dem Kohlenstoffatom der Isocyanat-Gruppe gebildet wird.
Das Wasserstoffatom der Hydroxy-Gruppe wandert anschließend zum Stickstoffatom der Isocyanatgruppe.
Da Isocyanate mit Wasser zu Kohlenstoffdioxid reagieren, kann man durch Wasserzugabe ein Aufschäumen der Polyurethane erreichen (Bild 2).Bild

  • Aufschäumen von Bauschaum (entsprechender Schulversuch)

    Heinz Mahler, Berlin

Genau wie die OH-Gruppe der Alkohole kann auch die NH-Gruppe von Aminen an das Isocyanat addiert werden. Dabei entstehen als Reaktionsprodukte Kohlensäurediamide (R - NH - CO - NH - R'). Diese Reaktion kann man zweifach nutzen. Einerseits lassen sich auf diese Weise in einer Polyadditionsreaktion Polyharnstoffe herstellen (Bild 3).
Andererseits wird diese Reaktion für die gezielte Vernetzung der Polyurethane genutzt, indem man bei der Synthese einen Überschuss Diisocyanat zufügt. Dieses reagiert mit den reaktiven Amino-Gruppen der unvernetzten Polyurethanketten und verknüpft diese miteinander.BildKeine andere Kunststoffgruppe eröffnet so vielfältige Einsatzgebiete. Je nach verwendeten Ausgangsstoffen erhält man unterschiedlich vernetzte Polyurethane: Setzt man ein Diol und ein Diisocyanat als Monomere ein, so entstehen lineare Polyurethane, ist mindestens eine Komponente trifunktionell, werden räumlich vernetzte Duromere gebildet. Wie oben gesagt, ist auch die nachträgliche räumliche Vernetzung linearer Polyurethane möglich, indem ein Überschuss an Isocyanat eingesetzt wird.

Dementsprechend vielseitig sind die Verwendungsmöglichkeiten . Polyurethane eignen sich beispielsweise für die Herstellung von Schaumstoffen, Elastomeren, Lacken, Klebstoffen und Fasern.
Ob weich, hart, offen- oder geschlossenporig, sogar mit einer Porengröße nach Wunsch können sie gefertigt werden, abhängig von der Beschaffenheit und dem Mengenverhältnis der bei der Polyaddition eingesetzten Monomere.

  • Synthese von Polyharnstoffen

Epoxidharze

Epoxidharze (Epoxyharze) sind Polyadditionsprodukte von Epoxiden mit Alkoholen, Aminen oder Carbonsäuren. Der Großteil wird auf Basis von 2,2-Di(4-hydroxyphenyl)propan und Epichlorhydrin hergestellt. Diese Monomere werden zunächst zu langkettigen Bis-Epoxiden verknüpft.

Bild

Diese Bis-Epoxide werden anschließend durch Zugabe von Aminen oder Carbonsäuren in einer Additionsreaktion räumlich vernetzt und somit gehärtet.

Bild

Die noch nicht ausgehärteten Epoxidharze sind zähflüssig und lassen sich daher relativ gut verarbeiten. Weil außerdem das Härten je nach Zusammensetzung des Harzes sehr langsam verläuft und Epoxidharze gut auf Metallen und Keramik haften, eignen sie sich insbesondere als Klebstoffe oder Anstrichstoffe.
Verbundstoffe, in denen Epoxidharze durch Glas- oder Carbonfasern verstärkt sind, werden z. B. im Bootsbau oder zum Bau von Leichtflugzeugen verwendet.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Polyaddition." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie-abitur/artikel/polyaddition (Abgerufen: 30. June 2025, 17:26 UTC)

Suche nach passenden Schlagwörtern

  • Polyaddition
  • Polyadditionsreaktionen
  • Epoxidharze
  • Polyharnstoff
  • Polyurethane
  • Verwendungsmöglichkeiten
  • Vernetzung
Jetzt durchstarten

Lernblockade und Hausaufgabenstress?

Entspannt durch die Schule mit KI-Tutor Kim und Duden Learnattack.

  • Kim hat in Deutsch, Mathe, Englisch und 6 weiteren Schulfächern immer eine von Lehrkräften geprüfte Erklärung, Video oder Übung parat.
  • 24/7 auf Learnattack.de und WhatsApp mit Bildupload und Sprachnachrichten verfügbar. Ideal, um bei den Hausaufgaben und beim Lernen von Fremdsprachen zu unterstützen.
  • Viel günstiger als andere Nachhilfe und schützt deine Daten.

Verwandte Artikel

Kunststoffe – Struktur und Eigenschaften

Die Feststellung, aus welchen Atomen ein Makromolekül aufgebaut ist, sagt noch nichts über seinen wirklichen Aufbau aus. Polyethylen, Polypropylen, Kautschuk, Polystyren und andere bestehen alle nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen, haben jedoch durchaus unterschiedliche Eigenschaften. Entscheidend ist, wie und in welchem Verhältnis die verschiedenen Atome miteinander verbunden sind.

Verwendung von Salpetersäure

Salpetersäure ist eine der drei wichtigste Säuren in der chemischen Industrie. Sie wird hauptsächlich zur Herstellung von Stickstoffdüngemitteln verwendet. Außerdem dient sie als Ausgangsstoff für die Synthese von Sprengstoffen, Kunststoffen und Chemiefasern, und sie wird zum Beizen von Metallen eingesetzt.

Chemiefasern (Kunstfasern)

Textilien schützen uns vor Witterungseinflüssen. Unsere Ansprüche an die Kleidung gehen aber viel weiter. Heute steht uns für die Fertigung von Kleidung eine große Vielfalt an Textilfasern zur Verfügung. Bis ins 20. Jahrhundert wurden ausschließlich Naturfasern auf Basis von Cellulose (Baumwolle) oder Eiweißen (Wolle) verwendet. Mit der Entwicklung der Kunststoffchemie in den 30er-Jahren ergaben sich jedoch völlig neue Möglichkeiten, synthetische makromolekulare Stoffe zu Fasern zu verarbeiten. Diese Kunstfasern bzw. synthetischen Fasern sind aus dem modernen Alltag nicht mehr wegzudenken.

Biologisch abbaubare Polymere

In den letzten Jahren sind biologisch abbaubare Polymere stark in das Interesse der Öffentlichkeit gerückt. Sie können maßgeblich zur Lösung dringender ökologischer Probleme unserer hochtechnisierten Gesellschaft beitragen, insbesondere im Bereich der Müll- und Entsorgungsproblematik. Zudem eröffnet ihre Gewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen langfristige Perspektiven für eine stärkere Unabhängigkeit vom Rohöl als Basisrohstoff der Kunststoff produzierenden chemischen Industrie. Grenzen werden den biologisch abbaubaren Werkstoffen (BAW) durch den höheren Preis, Hygieneprobleme und eingeschränkte technologische Eignung gesetzt.
Grundvoraussetzungen für die biologische Abbaubarkeit von Polymeren ist das Vorhandensein von chemischen Bindungen, die enzymatisch spaltbar sind.

Kautschuk

Kautschuk ist eine Sammelbezeichnung für natürliche oder synthetische Stoffe, die bei Raumtemperatur gummielastische Eigenschaften besitzen. Die Isoprenmoleküle des Naturkautschuks sind in kettenförmigen Knäueln miteinander verbunden. Durch Dehnen werden die kettenförmigen Makromoleküle gestreckt und dadurch parallel ausgerichtet. Durch die Vulkanisation, d. h. den Einbau von Schwefelbrücken zwischen den Ketten, wird die Beweglichkeit der Kette herabgesetzt. Damit erfordert eine Verformung des Materials mehr Kraft, ist begrenzt und nach Aufhören der Krafteinwirkung reversibel.

Ein Angebot von

Footer

  • Impressum
  • Sicherheit & Datenschutz
  • AGB
© Duden Learnattack GmbH, 2025