WikiDer > Blockcopolymer

EIN Blockcopolymer ist ein Copolymer von denen die Polymerketten bestehen aus aufeinanderfolgenden Segmenten oder "Blöcken" von zwei oder mehr unterschiedlichen Polymeren. Ein Blockcopolymer bestehend aus einem Block eines Polymers A gekoppelt mit einem Block eines zweiten Polymers B heißt a diblok A-B. EIN Dreiblock besteht aus drei Blöcken, dies kann A-B-A oder B-A-B sein. Multiblockcopolymere können aus alternierenden Blöcken bestehen (A-B)_nein, (A-B-C)_nein usw., aber viele andere Anordnungen sind möglich. Bei den Polymeren A, B, C... kann es sich sowohl um Homo- als auch um Copolymere handeln.

Mit Blockcopolymeren kann man Polymere erhalten, die die Eigenschaften der einzelnen Polymere gezielt kombinieren. Zum Beispiel kann man oberflächenaktiv Polymer erhalten als Block A hydrophob ist ein Block B hydrophil.

Im Folgenden sind einige der vielen Verfahren aufgeführt, mit denen Blockcopolymere hergestellt werden können.

Telechele Polymere

Ein "telechelisches" Polymer ist ein Polymer mit reaktiv Gruppen an den Enden der Polymerkette.^[1] Ein solches Polymer kann insbesondere bei einer Polymerisation mit einem anderen Monomer weiter reagieren, was zu einem (Tri)Blockcopolymer führt. Die reaktive Gruppe ist beispielsweise die Lithiumatom von einem Initiator wie such n-Butyllithium, oder ein Stall Ion oder eine ionisierbare Gruppe.

Endfunktionelle Polymere

Blockcopolymere können auch hergestellt werden, wenn Sie zuerst Präpolymere herstellen, die an einem oder beiden Enden der Polymerkette befestigt sind funktionelle Gruppen mit denen sie anschließend zu einem Blockcopolymer miteinander verknüpft werden können. Diese funktionellen Gruppen sind nicht notwendigerweise reaktiv wie in einem telechelen Polymer.

Propen-Ethylen-Blockcopolymere

Polypropylen (PP) hergestellt mit a Ziegler-Natta-Katalysator hat einen hohen Grad an Kristallinität aber ist (deshalb) spröde und hat eine geringe Schlagzähigkeit, insbesondere bei niedrigen Temperaturen. Das Schlagfestigkeit kann durch nachträgliches Mischen des Polymers mit . erhöht werden Polyethylen und mit Schlagzähigkeitsmodifikatoren; diese sind Elastomere die das Material weniger spröde machen. Aber man produziert normalerweise ein "Impact-Copolymer" aus Propylen und Ethylen, das an sich schon eine bessere Schlagzähigkeit aufweist als reines Polypropylen. Blockcopolymere von Propylen und Ethylen werden bevorzugt. Eine Statistik oder zufällig Copolymer ist nicht geeignet, da dann die Kristallinität des PP verloren geht. Zur Herstellung solcher Blockcopolymere gibt es mehrere Möglichkeiten:

• Während der Polymerisationsreaktion könnte man periodisch von einem Monomer (Propylen) zu einem anderen (Ethylen) wechseln. Nach jedem Polymerisationsschritt muss das nicht verbrauchte Monomer aus dem Reaktionsgemisch ausgetrieben werden. Auf diese Weise ist es möglich, ein Blockcopolymer bestehend aus Blöcken aus Polypropylen und Polyethylen (PE) herzustellen.
• Eine andere Möglichkeit ist die periodische Zugabe von Ethylen während der Polymerisation von Propylen, wodurch ein Polymer entsteht, das aus abwechselnden PP- und zufällig Polypropylen-co-Ethylen).
• Das am häufigsten verwendete Verfahren stellt Propylen-Ethylen-Blockcopolymere in einer Reihe von normalerweise zwei Polymerisationsreaktoren her. Im ersten Reaktor wird nur Propen zu isotaktisch Polypropylen. In einem zweiten Reaktor wird die Polymerisation mit Propylen und Ethylen gemeinsam fortgesetzt. Auf diese Weise wird ein A-B-Diblockcopolymer erhalten, wobei A ein PP-Block und B a . ist zufällig Copolymerblock aus Ethylen und Propylen.^[2] Dieses Verfahren ist für einen kontinuierlichen Betrieb im großen Maßstab geeignet und durch Einstellen des Ethylen/Propylen-Verhältnisses kann man Polymere herstellen, die von kristallinem Polymer bis Elastomer reichen.

Lebende Polymerisation

Die Techniken von lebende Polymerisation ermöglichen auch die Herstellung von Blockcopolymeren. Am Ende der Polymerisation kann von einem Monomer zum anderen gewechselt werden; die "lebenden" Polymerketten werden weiter wachsen. Lebende radikalische Polymerisationen, z. B. mit stabilen freie Radikale, sind praktisch, weil sie mit einer Vielzahl von Monomeren verwendet werden können und die Polymerisation in Wasser durchgeführt werden kann. Die ionische lebende Polymerisation ist ebenfalls nützlich, hat jedoch den Nachteil, dass die Monomere sehr rein sein müssen und dass die Polymerisation in absoluter Abwesenheit von Wasser oder Sauerstoff durchgeführt werden muss.

Man kann auch durch lebende Polymerisation getrennte "Präpolymere" der verschiedenen Polymere herstellen und sie dann miteinander verbinden. Polymerketten, die mit der RAFT-Technik (Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization) hergestellt wurden, haben eine Dithioestergruppe am Ende, was die Kopplung mit a . ermöglicht Disulfidbrücke. Auf diese Weise kann man einen A-B-Diblock bilden. Bei Polymerketten mit solchen wie funktionelle Gruppe man kann andere Konfigurationen erhalten, wie einen A-B-A- oder B-A-B-Triblock oder einen (A-B)_nein Multiblock-Copolymer.