Polymerisation erklärt - Kunststoffherstellung
Chemie - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=yB_QThdMSvk

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Moin Leute, heute geht es bei uns um den Mechanismus, wie man Kunststoffe herstellen kann und zwar durch eine
0:06 Polymerisation. Wie genau das von Statten geht und was man dafür braucht, das kommt jetzt.
0:12 [Musik] Also man steht davor einen Kunststoff herzustellen und dafür braucht man
0:21 zunächst mal Monomere, also kleine Teile, die zusammen dann das Polymer, also den Kunststoff darstellen. Eine
0:28 Polymerisation ist eine Kettenreaktion von Monomeren, die mindestens eine Doppelbindung besitzen. Also als
0:34 einfachstes Beispiel mal Ehen. Aber natürlich kann es hier andere Reste als nur den Wasserstoff geben oder
0:40 komplizierte Moleküle. Wichtig ist aber die CC Doppelbindung. Für die Polymerisationen hat man jetzt mehrere
0:48 Möglichkeiten. Entweder man führt die radikalisch durch, also hat in der Reaktion radikale beteiligt oder
0:55 ionisch. Und bei den Ionen kann man dann noch mal zwischen anionischer Polymerisation, also mit negativ
1:01 geladenen Teilchen, kationischer Polymerisation unterscheiden. Wir betrachten den Mechanismus jetzt mal
1:07 genauer für eine kationische Polymerisation von EThen bei den Polymerisationsreaktionen
1:12 gibt es immer drei wichtige Schritte. der Kettenstaart oder auch die Initiation genannt, dann die
1:18 Kettenfortpflanzung oder das Kettenwachstum und zu guter Letzt noch der Kettenabbruch, aber jetzt erstmal
1:25 der Reihe nach. Für den Kettensstart einer konischen Polymerisation brauchen wir erstmal ein Killon, also ein positiv
1:32 geladenes Teilchen. Und weil es so einfach ist, nehmen wir hier H+. hier dann eben jeweils Radikal oder
1:39 Anion verwenden, wenn ihr die jeweilige Polymerisation habt. Aber jetzt erstmal hier weiter. Das reagiert jetzt mit
1:45 einem Monomer, also in unserem Beispielen mit dem Ehene und zwar so, dass die Doppelbindung vom Ehen
1:51 aufklappt und das Proton damit bindet. Also alles super. Unser H+ hängt am Monomer.
1:57 Die positive Ladung ist dadurch aber verschoben und sitzt jetzt am Ende des früheren Ethens, weil da ja das Elektron
2:04 weggeklappt ist. Und genau dieses Carbokation reagiert jetzt im Kettenwachstum weiter. Hier reagiert es
2:11 nämlich genau wie zuvor das H+ mit einem weiteren Ehenmolekül. Die Doppelbindung hier klappt raus und
2:17 dadurch haben wir die positive Ladung am Ende und das Ethen somit an unsere Kette angedockt. Und wenn wir das jetzt ganz
2:23 oft machen, dann hängen immer mehr Monomere dran. Also nach dem Schema können wir unsere Kette mit einer Anzahl
2:29 n, z.B. 400 Stück reagieren lassen und kommen dann zu einer Kette, die so aussieht wie die hier unten rechts. Und
2:36 irgendwann reicht es uns dann auch. Dann können wir die Kettenreaktion abbrechen, indem wir ein Anion dazu geben. Das
2:43 hängt sich dann in der Abbruchreaktion hinten an die positive Ladung und dadurch kann Kette nicht mehr weiter
2:49 wachsen. Braucht sie aber ja auch nicht mehr, wir haben ja jetzt eine lange Kette hergestellt und zwar heißt unser
2:55 hergestellter Kunststoff jetzt Polyethen eben aus Ethen durch Polymerisation. Und genauso kann man jetzt eben auch
3:03 andere Kunststoffe wie Polypropen oder Polystyroen. Dafür braucht man eben nur die passenden
3:09 Monomere, mit denen man startet. Wichtiger Unterschied bei der radikalischen Polymerisation ist noch,
3:15 dass wir hier zunächst ein Radikal erzeugen müssen, z.B. durch Lichteinstrahlung auf Bromoleküle und
3:21 dass hier bei der Apraktion nicht nur eine organische Radikalkette wieder auf z.B. ein Bromradikal treffen kann, was
3:29 dann dem Anion in der anionischen Abbruchreaktion entsprechen würde, sondern dass auch zwei längere
3:34 Radikalketten zusammen zu einer großen Kette reagieren können. Vom Mechanismus her läuft diese Polymerisation aber
3:41 sonst genauso ab, außer dass man radikaler anstatt der positiven Ladung hat. Allgemein gilt noch, wenn wir nur
3:49 eine Doppelbindung in den Monomeren haben, dann wird unser Kunststoff zu langen unverzweigten Ketten. Damit
3:54 wissen wir, hier werden vor allem Thermoplasten hergestellt. Mehr zu den Thermoplasten findet ihr hier. Schreibt
4:00 mal in die Comments, wenn euch das Video weitergeholfen hat. Ansonsten macht's gut, haut rein und ciao.