Radikalische Polymerisation

Monomere mit C=C-Doppelbindung verknüpfen sich zu langen Ketten, ohne dass etwas abgespalten wird.

• Polymerisation:Monomere mit C=C-Doppelbindung lagern sich zu einem Makromolekül zusammen; es entsteht kein Nebenprodukt.
• Allgemein:\(\ce{n CH2=CHX}\) \(\ce{-> [\bond{-}CH2-CHX\bond{-}]_{n}}\)
• Repetiereinheit:der sich wiederholende Kettenabschnitt in eckigen Klammern; \(n\) = Zahl der Monomere, oft mehrere Tausend.
• Beispiele:Ethen → Polyethen (PE) · Propen → Polypropen (PP) · Chlorethen (Vinylchlorid) → Polyvinylchlorid (PVC) · Styrol → Polystyrol (PS)
• Name:„Poly“ + Name des Monomers.

Die Kette wächst über Radikale — Teilchen mit einem ungepaarten Elektron (Punkt).

• Radikal:Teilchen mit ungepaartem Elektron, z. B. \(\ce{R-O^{.}}\); sehr reaktionsfreudig.
• Start:ein Starter (z. B. Dibenzoylperoxid) zerfällt beim Erwärmen in zwei Radikale: \(\ce{R-O-O-R -> 2 R-O^{.}}\)
• Kettenstart:das Radikal bindet an ein C-Atom der Doppelbindung, das andere C-Atom trägt nun das ungepaarte Elektron: \(\ce{R-O^{.} + CH2=CH2}\) \(\ce{-> R-O-CH2-CH2^{.}}\)
• Kettenwachstum:das Radikal am Kettenende addiert Monomer um Monomer und wandert dabei immer ans neue Ende.
• Kettenabbruch:zwei Radikale verbinden ihre ungepaarten Elektronen zu einer Bindung (Kombination): \(\ce{R-CH2^{.} + R'-CH2^{.}}\) \(\ce{-> R-CH2-CH2-R'}\)

Stelle ein, wie viele Startermoleküle in den Reaktor kommen, wähle ein Monomer und starte mit ▶. Beobachte, wie Radikale (violett) Monomere einsammeln, bis sich zwei Kettenenden treffen. Vergleiche mehrere Durchläufe im Protokoll.

Halte fest: Jedes Radikal startet eine Kette, je zwei Radikale beenden sie gemeinsam — wenig Starter ergibt wenige, aber lange Makromoleküle.